Sivil havacılık uçak imalatında metal 3D baskı teknolojisinin çeşitli kullanım durumları arasında bileşenlerin imalatı en önemlisidir. Örneğin Boom Supersonic, Concorde uçağına benzer hızlarda uçabilen XB-1 süpersonik yolcu uçağını 2020'nin sonlarına doğru piyasaya sürdü. Bu uçağın 3D baskılı komponentlerden yoğun bir şekilde faydalanması sektörde ilgi çeken faktörlerin başında geliyor. Makinenin tamamı, tamamı Velo3D safir metal yazıcılar kullanılarak üretilen ve motorlara ve çevresel kontrol sistemlerine uygulanan 21 3D baskılı titanyum alaşımlı bileşenlerle çalışır. Bu program yalnızca uçağın performansını artırmakla kalmıyor, aynı zamanda üretim döngüsünü de önemli ölçüde kısaltıyor ve masrafları düşürüyor.
Başka bir örnekte Airbus, A350XWB uçağının bileşenlerini oluşturmak için polimer malzemeleri yoğun bir şekilde kullanmak üzere 2013'ten beri Stratasys ile çalışıyor ve bu sayede 500'den fazla parçadan oluşan tek bir ünite kurulumu elde ediyor. Çeşitli yerleşik sistemler arasında bu parçalar arasında kanallar, kablo kelepçeleri, muhafazalar ve diğer yapılar yer alır. Ayrıca, 1140720240 ile şu anda en büyük 3D baskılı uçak bileşenine sahip olan A350XWB'nin kabin kapısı perdesini FDM teknolojisi ve ULTRAM 9085 malzemesiyle değiştiren firma da Qatar Airways. Airbus uçaklarında metal 3D baskı teknolojisi yaygın olarak uygulansa da bu, polimer malzemelerin bir uygulama örneğidir. Liebherr Group, örneğin SLM teknolojisini kullanarak A350 XWB için 3D baskılı titanyum alaşımlı iniş takımı braketleri ve Airbus A380 için titanyum alaşımlı entegre hidrolik boru hatları üretti.
Motor üretiminde metal 3D baskı teknolojisi de oldukça iyi bir performans sergiliyor. İspanya'daki bir Rolls Royce yan kuruluşu olan ITP Aero, 3D baskı teknolojilerini kullanarak yeni bir UltraFan üretti ® Motorun kuyruk yatağı muhafazası (TBH), ana yapılarından birini oluşturur. Uçak ve motor bu parça ile birbirine bağlanacaktır. ITP Aero'ya göre, yalnızca az miktarda toz kullanan ve malzemelerin %25'ini koruyan 3D baskı, karmaşık geometrik formlara sahip parçalar oluşturmaya olanak tanıyor. Bu üretim tekniği yalnızca üretim süreci boyunca karbon emisyonlarını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda bileşen performansını ve güvenilirliğini de artırarak çevreye fayda sağlar.
İsveç havacılık ve savunma şirketi Saab, katmanlı üretim teknolojisini kullanarak savaş uçaklarının iç parçalarını üretmeye başladı. İşletme, dış ortamlarda hayatta kalabilecek şekilde tasarlanmış bir naylon kapak olan 3D baskılı bir bileşenin ilk test uçuşunu gerçekleştirdi. Saab aynı zamanda metal 3D baskı teknolojisinin uçak imalatında kullanımını da araştırıyor; özellikle daha dayanıklı malzemeler bulmak ve naylon malzemenin bir uygulaması olsa bile bunu çeşitli temellere taşımak için mobil bir 3D baskı sistemi geliştirmek amacıyla.
455x295x805mm ölçülerindeki Safran Grup, iş jeti uçakları için ön iniş takımı bileşeni oluşturmak üzere SLM Solutions ile iş birliği yaptı. Bu kadar büyük boyutlu uçak bileşenlerini SLM teknolojisini kullanarak 3D olarak basan dünyada ilk olma özelliği taşıyor. Bu araştırma, SLM 3D baskı teknolojisinin yapılabilirliği olan önemli bileşenler üretebildiğini göstermeyi amaçlamaktadır. Genellikle üç dövme parça ve beş eksenli işleme, geleneksel iniş takımı bileşenlerini birleştirir. 3D baskının işlem özelliklerine katman katman uyum sağlamak için bileşenlerin yeniden oluşturulması gerekir. Bu sadece tüm üretim süreci zamanından tasarruf etmekle kalmıyor, aynı zamanda üç orijinal parçayı tek bir parçada birleştiriyor ve böylece ağırlığı yaklaşık %15 oranında azaltıyor.
28 3Sırasıyla biniş kapısına, servis kapısına, ön ve orta arka gövdenin ön ve arka kargo kapılarına takılan D baskılı titanyum alaşımlı parçalar aynı zamanda yerli büyük uçak C919'un açılış uçuşunu da içeriyor. Bu bileşenlerin üretimi yalnızca uçağın performansını artırmakla kalmıyor, aynı zamanda üretim süresini ve masraflarını da önemli ölçüde azaltıyor.
Sivil havacılık uçaklarının yapımında metal 3D baskı teknolojisinin kullanılması çeşitli faydalar sağlamıştır. Her şeyden önce, karmaşık yapısal bileşenleri hızlı bir şekilde üretebilir ve böylece üretim verimliliğini artırabilir. Geleneksel bileşen üretiminde çok fazla malzeme kullanılır ve karmaşık işlemler gerekir. Hassas metal tozları, karmaşık bileşen mimarilerinin katman katman oluşturulmasıyla 3D baskı teknolojisi kullanılarak katmanlar halinde püskürtülebilir ve eritilebilir, böylece malzeme israfı ve enerji tüketimi azaltılır.
İkincisi, metal 3D baskı teknolojileriyle optimum bileşen tasarımına ulaşılabilir. Geleneksel üretim tekniklerinde zorlayıcı bir süreç olan 3D baskı teknolojisi ile karmaşık geometrik şekiller üretilebilmektedir. Örneğin, yakıt enjeksiyonunu en üst düzeye çıkarmak için, yakıt nozulunun içinde küçük kanallar oluşturun veya yanma verimliliğini artırmak için yanma odasının içine karmaşık yapılar yazdırın. Bu iyileştirilmiş tasarımlar, bileşen performansını artırmanın yanı sıra uçağın yakıt tüketimini ve kirleticileri de azaltır.
Ayrıca metal 3D baskı teknolojisiyle mümkün olan hafif tasarımdır. Sivil havacılıkta uçak üretiminde uçak performansının artırılması çoğunlukla hafifliğe bağlıdır. 3D baskı teknolojisi kullanılarak üretilen karmaşık formlara sahip hafif bileşenler, önemli ölçüde ağırlık tasarrufu sağlarken aynı zamanda dayanıklılığı da garanti eder. Bu, uçağın yakıt ekonomisinin yanı sıra yük taşıma kabiliyetini ve uçuş mesafesini de artırıyor.
Bununla birlikte sivil havacılık uçaklarının üretiminde metal 3D baskı teknolojisinin kullanılmasının da bazı zorlukları bulunmaktadır. Öncelikle baskı hızının biraz yavaş olması seri üretimin uygulanabilirliğini kısıtlıyor. Teknoloji sürekli geliştikçe yazdırma hızı giderek daha iyi hale gelse de, hâlâ daha fazla optimizasyon ve iyileştirmeye ihtiyaç duyulmaktadır. İkincisi, önemli bir sorun da malzeme seçiminin kısıtlanmasıdır. Her ne kadar titanyum alaşımları ve alüminyum alaşımları gibi metal malzemeler günümüzde 3D baskıda yaygın olarak kullanılıyor olsa da, sivil havacılık uçak imalatının özel ihtiyaçlarını karşılamak için hala yüksek mukavemetli, mükemmel korozyon direncine ve yüksek ısı direncine sahip daha fazla yeni malzemeye ihtiyaç duyulmaktadır.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-additive-manufacturing-of-titanium.html