Yıllar içinde havacılık, dünya çapında 3D baskı için en hızlı büyüyen uygulamalardan biri olduğu kanıtlanmıştır. Çoklu çeşitler, küçük partiler ve karmaşık yapılar, havacılık sektörünün benzersiz ürün özellikleridir. Hafif, düşük maliyetli ve hızlı geliştirme için acil ihtiyaçlar, yüksek serbestlik derecesi ve hızlı kalıplama gibi 3D baskının özellikleriyle oldukça uyumludur. Hatta bazı uçak üreticileri, uçaklarını eski haline getirmek, eskiyen uçakların bakımını yapmak için dijital envanterler oluşturmak ve yeni nesil uçakları oluşturmak için gelişmiş üretim teknikleri kullanmak için kısa duruş süresinden bile yararlanabilir. Örneğin, ülkemin yerli üretimi olan C919 büyük uçağı, çok sayıda 3D baskı teknolojisi uygulanarak tasarlanmakta ve deneme üretimi yapılmaktadır.
Havacılık endüstrisinin neden 3D baskı kullandığına daha yakından bakalım ve bu ortak avantajların uçak üretiminde nasıl kullanılabileceğini görelim:
Parça entegrasyonu
Bir parça montajındaki en zayıf nokta, monte edildiği yerdir. Uçak söz konusu olduğunda, böyle bir zayıflık kritik bir başarısızlık noktası haline gelebilir ve insan hayatını tehlikeye atabilir.
Bir parçanın birden çok bileşenini tek bir 3D baskılı yapıya dahil ederek, montaj noktalarının sayısı zorunlu olarak azaltılır. 3D baskının mümkün kıldığı benzersiz geometriler, normalde düzinelerce veya yüzlerce parçadan oluşan bir şeyi yalnızca birkaç veya tek bir parçaya indirgeyebilir. Parçaları bir arada tutmak için kaynak, perçinleme veya diğer bağlantı elemanları gerekmediği için yalnızca montaj azaltılmaz, aynı zamanda olası arıza noktaları da azaltılır.
Ne kadar çok bileşen birleştirilirse, tasarruf o kadar artar. Montajdan sonra bazı parçalar sabitlenirse bu, tasarımı bütünleştirmek için bir fırsat olabilir. Eklemeli imalatta karmaşıklık genellikle serbesttir ve en başarılı parçalar bu aksiyomdan olabildiğince yararlanır. Parça entegrasyonunun faydaları temel olarak aşağıdakileri içerir:
Azaltılmış montaj: Bu, nihai ürüne ayrılmış işçilik, envanter, aparatlar/aletler ve üretim ayak izinin azaltılmasını içerir. Montaj denetimleri de azaltılarak montaj hatası olasılığı büyük ölçüde azaltılır.
Daha az arıza noktası: Uzun vadeli bakım maliyetleri azalır ve yedek parça envanteri azaltılabilir. Gerekirse küçük parti değişimleri hızlı ve uygun maliyetli bir şekilde yapılabilir.
Azaltılmış işletme maliyetleri: Katmanlı üretim sayesinde, tasarım özgürlüğü sayesinde parça optimizasyonu, ürün performansını iyileştirerek parça ağırlığının azaltılması ve daha iyi termal performans gibi geliştirmelere olanak tanır.
Lhafif sıklet
Uçuşta kullanılan ekipman için "gram altındır" ve her kilogram kilo kaybı, yüzbinlerce yuan maliyet tasarrufu sağlayabilir. Daha hafif bileşenler daha az yakıt anlamına gelir, bu da yalnızca uçmanın karbon ayak izini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda uçmanın maliyetini de düşürür.
3D baskı, geleneksel üretim malzemeleri temelinde yenilik yapmaya devam ediyor. Aynı yapısal parçalarda, daha hafif nihai parçalar oluşturmak için daha iyi performansa sahip 3D baskı malzemesi formülasyonları kullanılır. Bileşen entegrasyonu, 3D baskı topolojisi optimizasyonu ve kafes yapıları gibi hafif yapılarla birleştiğinde, uçağın hafif tasarımına özellikle faydalıdır ve onu işlevsel olarak daha yoğun hale getirir.
Gelişmiş Tasarım Özgürlüğü
Eklemeli imalatta çalışan pek çok kişi, teknolojinin büyük bir "tasarım özgürlüğü" sunduğunu iddia etmeyi sever, çünkü ilk kez diğer imalat süreçleriyle üretilemeyen karmaşık geometriler elde edilebilir.
Geçmişte, çok karmaşık tasarımlara sahip bileşenlerin üretimi zordu, çok pahalıydı ya da hiç üretilememekteydi. Katmanlı üretim süreçleri kullanılarak, oldukça karmaşık iki veya üç boyutlu metal parçalar nispeten basit bir şekilde üretilebilir ve bu, katı ve örgü parçalardan oluşan yapısal bileşenleri yekpare bir şekilde oluşturmak için uygun bir yoldur.
Topoloji optimizasyonu ve üretken tasarım gibi tasarım yöntemleri, daha önce hiç düşünülmemiş yeni şekiller geliştirmek için 3D baskıya etkili bir şekilde yardımcı oldu. Bu karmaşık kafes tasarımları, yalnızca gerektiğinde malzeme kullanarak ağırlıktan tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda genellikle geleneksel tasarımlardan daha güçlüdür. Bazı sınırlamalar hala mevcut olsa ve kullanılan 3B baskı tekniğine ve malzemelere bağlı olarak değişebilse de, bu sınırlamalar birçok yönden geleneksel çıkarmalı üretim süreçlerinde görülenlerden çok daha az şiddetlidir. Yeni iç ve dış uçak parçaları, eskiyen orijinal parçaların yerini alacak şekilde tasarlanabilir ve aşırı işlevsellik eklemek için daha esnek tasarım hileleri yapılabilir.
Hızlı Prototipleme İterasyonu
3D baskının orijinal kullanımının adı hızlı prototiplemedir. Eskiz fikirlerinden CAD tasarımlarına, ilk prototiplere (sonra ikinci, üçüncü vb.) 3D baskı, yeni ürünlerin pazara çıkış süresini hızlandırır. Geleneksel teknolojiyle türbin kanatlarının üretilmesi tasarımdan üretime kadar yaklaşık yarım yıl sürer, ancak bir kalıbın yapılması yaklaşık yarım yıl sürer. Bununla birlikte, 3D baskı teknolojisinin kullanılması, günler veya haftalar içinde hızlı geri dönüş ve yineleme sağlayabilir.
Küçük toplu üretim
Havacılık endüstrisinde, otomobil veya elektrikli cihaz imalatına kıyasla toplam üretim açısından nispeten az sayıda uçak üretilmektedir.
Yüksek değerli, düşük hacimli üretim, 3D baskı için çok uygundur. Pek çok geleneksel üretim süreci pahalı aletler ve kalıpların yapılmasını gerektirerek seri üretim için ölçek ekonomileri yaratırken, eklemeli imalat kalıp ihtiyacını ortadan kaldırır. Aynı yapı plakası üzerinde farklı tasarımlar da dahil olmak üzere bir veya daha fazla parça, ek kalıplama veya takımlama maliyetleri olmadan aynı anda yapılabilir.
Katmanlı imalat ile geleneksel imalat arasındaki dönüm noktası, geleneksel teknolojiler daha uygun maliyetli hale gelene kadar tipik olarak yüzlerce veya binlerce parçanın üretilmesini gerektirir ve bu, enjeksiyonla kalıplanmış her bir parçanın maliyetini eninde sonunda kuruşlara indirebilse de, bu kesişme noktasına kadar değildir. nokta, 3D baskı daha uygun maliyetli olacaktır. Özellikle yüksek değerli uygulama malzemeleri kullanıldığında malzeme tasarrufu zorunludur.
Ddijital envanter
Bir uçak kullanım ömrünün sonuna yaklaştığında, uçmasını sağlamak için belirli parçaları değiştirilerek genellikle kurtarılabilir. Bunun geleneksel yolu, ihtiyaç duyulduğunda yedek parçaların raflarda istiflendiği fiziksel depoların kullanılmasıdır. Çoğu durumda, bu yedek parçalar orijinal seri üretilen OEM parçalarla aynı anda üretilir ve aşınmış parçaların değiştirilme ihtiyaçları için ayrılmıştır. Ancak bu ihtiyaç hiç ortaya çıkmazsa, yalnızca bunları üretmek için zaman ve maliyet değil, aynı zamanda raflarda bekleyen yıllarını da boşa harcıyorlar. Daha da kötüsü, talep gelirse, yedek parçalar, özellikle sonsuza kadar üretim dışı kalanlar stokta kalmaz - küçük bir parçanın bile eksik olması uçağı yere serebilir.
Öğeleri fiziksel olarak raflara yerleştirmek yerine, dijital envanter yaklaşımı, 3B yazdırılabilen tasarım dosyalarını depolar. Değiştirilmesi gereken parçalar, uygun 3D baskı teknikleri kullanılarak, yine önceden üretilmesi gereken pahalı kalıplara veya aletlere ihtiyaç duyulmadan, her yerde ve her zaman üretilebilir. OEM'lerin gecikmesini beklemek yerine, fiziksel envanter üzerindeki baskıyı azaltırken aynı zamanda uçuş ömrünü uzatır, böylece küçük bir parça nedeniyle uçamayacak.
3D baskı ile daha yükseğe ve uzağa uçun
Prototiplerden yedek parçalara kadar uçak üretimi, tedarik zincirinde 3D baskı kullanımından giderek daha fazla yararlanıyor. Merkezi olmayan üretim, yeni tasarım olanakları ve zaman, malzeme ve maliyetlerdeki azalma, uçakların yüksekten uçmaya devam etmesi için yeni yollar sağlıyor.
Katma değerli imalat süreci, kalıp maliyetlerinden tasarruf edebilen ve birçok açıdan maliyet azaltma ve verimlilik artışı sağlayabilen geleneksel imalatın yerini almaktadır. 3D baskı malzemeleri, 3D baskı teknolojisinin gelişimi için malzeme temelidir ve metaller, seramikler ve kompozit malzemeler, 3D baskı alanında ortaya çıkan izlerdir. Wohlers Associates Inc tarafından yayınlanan endüstri istatistiklerine göre, 3D baskının alt uygulama endüstrilerinde, otomotiv endüstrisi, tüketici elektroniği ve havacılık en büyük oranı oluşturuyor ve metaller, seramikler ve kompozit malzemeler "devrilme noktası" olacak. 3D baskı malzemeleri.
"Made in China 2025" planının arka planında, 3D baskı, ülkemde akıllı üretimi teşvik etmenin ana hattı haline geldi ve havacılık, katmanlı imalatın önemli uygulama alanlarından biridir. Şu anda, yurt içinde ve yurt dışında havacılık alanında, yüksek Mach sayısı ve yüksek manevra kabiliyetine sahip uçaklar sonsuz bir şekilde ortaya çıkıyor ve yeni nesil havacılık araçlarının ana gelişme trendlerinden biri haline geliyor. Tasarım gereksinimleri, tasarım ve üretim süreçleri için daha yüksek gereksinimler ortaya koymaktadır. Bileşenlerin çoğu, büyük boyut, karmaşık şekil ve çoklu yapı özelliklerine sahiptir. 3D baskı teknolojisi, büyük boyutlu parçaların entegre imalatında, özel şekilli ve karmaşık yapısal parçaların imalatında ve toplu olarak özelleştirilmiş yapısal parçaların imalatında büyük avantajlara sahiptir.
JR size tasarım, 3B baskı işlemi, işleme sonrası, CNC işleme ve diğer tek elden hizmetler sağlayabilir. Şu anda, havacılık uygulamaları alanında birçok bilimsel araştırma kurumu, üniversite ve işletme ile işbirliği yaptı ve yüksek performanslı, hafif ve ince mikro yapıya sahip dolaylı metal 3D baskı için genel bir çözüm sağlamayı taahhüt ediyor.