Aerospace sektor brzo se razvija u brzom tehnološki naprednom periodu naših, a preciznost i kriterijumi za učinkovitost uvijek rastu. Kada se suoče sa komplikovanim strukturama i visoko preciznim zahtjevima za komponente aviona, tradicionalne proizvodne tehnike ponekad je teško postići optimalne rezultate. Uvođenje metalne tehnologije 3D štampanja u osnovi je promijenjena proizvodnja zrakoplova, uvelike poboljšavajući preciznost proizvodnje i pokretanja kreativnog razvoja industrije.
Metalna 3D štampa, koja se ponekad naziva i proizvodnja metalnih aditiva, je tehnika u kojoj se trodimenzionalne stvari stvaraju sloj po sloj slaganjem metalnog praha ili žica. Topi metalni prah ispod unaprijed dizajnirane konture modela koristeći izvore energije poput lasera ili elektronskih zraka, stvarajući tako čvrst sloj metala. Proizvodna platforma tada pada jedan sloj, nanosi svježi metalni prah i ponavlja gore navedeni postupak dok se cijela stvar ne izgradi. Ova tehnika aditivne proizvodnje "od nule" značajno povećava preciznost proizvodnje, postiže direktnu proizvodnju teških strukturnih komponenti i potpuno oslobađa ograničenja konvencionalnih kalupa.
Metal 3D tehnologija štampanja u početku pronalazi izraz u industriji aviona u proizvodnji komponenata motora. Nastup motora aviona direktno utječe na opće performanse aviona jer oni čine osnovnu komponentu toga. Ne samo dugotrajno i naporno intenzivno, već i izazovno garantuju preciznost proizvodnje, konvencionalna tehnika proizvodnje motora poziva na puno preciznih obrada i montažnih operacija. Metal 3D tehnologija štampanja drastično je skratila ove radno intenzivne procese. Metalna tehnologija 3D štampanja može izravno proizvoditi komponente motora kompliciranim strukturama, takvim mlaznicama za gorivo, turbinske oštrice sa niskim pritiskom itd., Tačnim topljenjem i slojem po slojskom slaganju metalnih pudera. Ovi dijelovi moraju se odoljeti prilično visokim temperaturama i pritiscima pored toga što je teško u dizajnu. Idealnim dizajnom i izborom materijala metal 3D tehnologija štampanja nije samo učinkovito postigla tačnu proizvodnju ovih komponenti, već je također uveliko poboljšala svoju snagu i izdržljivost. Na primjer, iako održavanje velike snage i težine, turbinske oštrice sa niskim pritiskom sastavljene od legure u obliku tikane su oko 50% lakši od klasičnih legura na bazi nikla, tako da smanjuje težinu cijele turbine sa niskim pritiskom.
Osim dijelova motora, još jedna ključna upotreba metalne tehnologije 3D štampe u svemirskom sektoru je lagani dizajn. Poboljšanje performansi aviona uglavnom zavisi od težine, tako da tehnologija metalne 3D štampe postiže lagani dizajn pomoću strukturalnog dizajna i izbora materijala komponenti. Za motor GE9X, na primjer, tehnologija 3D štampanja pomogla je da se originalne komponente izmjenjivača topline 163 optimiziraju u jednu integriranu komponentu, čime se smanjuje težina za 40%, troškovi proizvodnje za 25% i produžava vijek trajanja. Osim što smanjuje ukupnu težinu aviona, ova lagana arhitektura povećava ekonomičnost goriva i smanjuje emisiju ugljika.
Veliki stupanj prilagođavanja i efikasnosti metalne tehnologije 3D štampanja u Aerospace inženjerstvu dodaje još jednu važnu korist. Dok metal 3D štampanje može direktno ispisati potreban obrazac na osnovu CAD modela bez daljnje obrade, tradicionalne tehnike proizvodnje poziva na veliki broj kalupa i rasporeda za proizvodnju komponente. Personalizacija je jednostavna s ovom "jednom na jednom" tehnikom proizvodnje. Masovna proizvodnja i pojedini dijelovi mogu se brzo završiti po istim troškovima. Štaviše, metalni 3D štampanje drastično smanjuje ciklus komponente. Dok metalni 3D štampanje može biti završeno u satima ili čak nekoliko minuta, izrada komplicirane komponente konvencionalnim tehnikama može trajati sedmicama ili čak mjesec. Osim povećanja proizvodne učinkovitosti, ova efikasna tehnika proizvodnje ubrzava uvođenje novih proizvoda, tako da štede značajno vrijeme za poduzeća.
Poboljšanje tačnosti metalne tehnologije 3D štampanja u proizvodnji aviona također je očito u izradi kompliciranih strukturnih komponenti. Određene komponente aviona imaju prilično visoke složenosti i precizne zahtjeve, koje konvencionalne tehnike proizvodnje ponekad pronađu izazovno za dosezanje. Direktno stvaranje ovih zamršenih strukturnih komponenti i zagarantovane proizvodne precizne proizvodnje rezultata od metalnih tehnologija 3D štampanja. Za proizvodnju raketnih motora, na primjer, tehnologija 3D štampanja može generirati komponente s zamršenim rashladnim kanalima koji se mogu dobiti u konvencionalnim tehnikama proizvodnje. Upotrebom tehnologije 3D 3D štampanja, topljenje i izgradnja svakog sloja metalnog praha može se precizno regulirati, stoga omogućavaju tačno izradu zamršenih konstrukcija.
Ipak, upotreba metalne tehnologije 3D štampanja u zrakoplovnom industriji također predstavlja određene poteškoće. Na primjer, troškovi i ulaganja metalne 3D štamparije je prilično visoka; Daljnja istraživanja i rješenja potrebna su za rješavanje problema, uključujući termički stres i preostali stres u procesu metalnog 3D štampanja; Priprema i skladištenje metalnih pudera potrebna je stroga kontrola uslova. Ipak, sa svojim posebnim prednostima i mogućnostima, tehnologija metalnih 3D štampanja postaje sve značajnija u zrakoplovnom proizvodnji.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-piston-in-the-engine.html