Utan tvekan var en av de första industrierna som använde additiv tillverkningsteknik (AM) för att skapa lätta delar flygplansindustrin (optimera vikten utan att kompromissa med styrkan). Användningen av additiv tillverkning inom flygsektorn ökar just nu. Flygmarknaden för 3D-utskrift förväntas nå 9,23 miljarder US-dollar år 2023, med en sammansatt årlig tillväxttakt på 20,23 procent, enligt en undersökning från Strategic Market Research.
Vägar för metall 3D-utskrift i flyg- och rymdindustrin
Som redan sagts har flygindustrin länge anammat 3D-utskrift av metall på grund av dess många fördelar, och denna teknologimodell har blivit mogen efter år av tillväxt. Flygindustrin som helhet letar efter sätt att öka hållbarheten i sektorn, så det förväntas att denna adoptionstakt bara kommer att öka under de kommande åren. I takt med att fler innovativa komponenter behövs under de kommande åren kommer 3D-utskrift av metall att bli mer populärt. När flygplan utvecklas mot elektrifiering och alternativa energikällor som väte, kommer den eran snart att anlända. Det är viktigt att notera att modifieringar av den strukturella designen av hela flygplanet förmodligen kommer att bli nödvändiga och att en stor fördel med detta kan vara användningen av additiv tillverkning. Kända för sin förmåga att skapa geometrier som inte är möjliga med traditionella metoder, gör dessa tekniker det möjligt för användare att maximera strukturell design, prestanda och säkerhet.
Dessutom finns en mängd olika 3D-utskriftstekniker tillgängliga. I ett nötskal, alla metallteknologier beaktas samtidigt som man undersöker de olika metalltillsatstekniker som används i branschen. Ett hållbart affärscase bör alltid etableras genom medvetna kostnadsbesparingar eller prestandaförbättringar. Utöver komponentcertifiering måste sektorn överväga industrialisering, där vi vill producera fler delar. Medan aerostrukturer ofta använder tekniker för riktad energideposition (DED) för sina snabba avsättningshastigheter och stora kapaciteter, använder motorer pulverbäddsfusion för sin högprecisionsrestaureringsförmåga (dvs. komplexa delar).
Den additiva tillverkningsprocessen beror också på material. Materialet som används förändras också baserat på användningsförhållandena och tillämpningsscenarier. Eftersom lättare fordon kräver mindre bränsle, erbjuder titan ett högt förhållande mellan styrka och vikt, vilket är viktigt för rymdfart. Eftersom de kan fungera vid temperaturer nära sin smältpunkt är nickelbaserade superlegeringar som Inconel fördelaktiga i högtemperatursituationer. Aluminium är en bra värmeledare och fungerar bra i värmeväxlarapplikationer. I allmänhet ger material som ofta tillverkas med konventionella tekniker för flygindustrin stora möjligheter till additiv tillverkning.
Men när en metod och ett ämne väl har valts ut har metall 3D-utskrift många kreativa tillämpningar inom flygindustrin. Majoriteten av komplicerade konstruktionsdelar fungerar under höga temperaturer, involverar värmeöverföring eller innehåller vätskepassager, och additiv tryckning är idealisk för att producera sådana delar för viktiga flygmotorkomponenter som värmeväxlare, pumphjul, voluter, etc.
När den tillämpas på rätt sätt överträffar additiv tillverkning, därför måste den valda tekniken vara lämplig för delens krav. Detta måste beaktas tidigt i ett projekts planeringsfas, ofta redan innan ett enda ord skrivs. Ju bättre din färdiga komponent blir, desto tidigare bör du tänka på fördelarna med additiv tillverkning. Om du accepterar alla ingenjörens begränsningar i början av designfasen, kan du se en attraktiv del, men den designades utan begränsningar och utan hänsyn till produktionsmetoder.