- Strona główna
- Blog
- Additive Manufacturing w lotnictwie
Additive Manufacturing w lotnictwie
Zmniejszone zużycie paliwa, niższe koszty materiałów, mniejsza emisja CO2
Obecnie przemysł jest już mocno obciążony, budowa oraz utrzymanie kosztów przewozu i samolotów pasażerskich wciąż rośnie. Coraz częściej poszukiwane są możliwości ich redukcji, jak i emisji CO2 lotów. Wytwarzanie przyrostowe wytycza drogę do nowych rozwiązań.
W sektorze konstrukcji samolotów, druk 3D umożliwia szybsze procesy produkcji. Produkcja może być przeprowadzona dokładnie wtedy, gdy zajdzie taka potrzeba. Kolejna zaleta: kierowane popytem wytwarzanie przyrostowe nie generuje żadnych nadwyżek ani nadmiarów, które są obecne przy tradycyjnej produkcji seryjnej. Proces pozwala także na produkcję lżejszych części, które wyraźnie zmniejszają zużycie paliwa przez maszyny – im mniejsza masa, tym mniejsze spalanie paliwa.
„Wytwarzanie przyrostowe idealnie sprawdza się w wydajnej produkcji nowoczesnych części z sektora lotnictwa, spełniając przy tym wymogi standardów bezpieczeństwa.” – EOS GMBH
Korzyści druku 3D w lotnictwie:
- Optymalizując geometrię elementu podczas projektowania, można zmniejszyć jego masę nawet o 40-60%.
- Zoptymalizowany funkcjonalnie system komponentów może być wydrukowany w jednym kawałku, co ułatwia montaż i procesy zapewniania jakości.
- Wytwarzanie przyrostowe przez firmę EOS gwarantuje maksymalną elastyczność podczas planowania produkcji. Zmodyfikowane komponenty, uaktualnienia i części zamienne mogą zostać wyprodukowane na żądanie, co oznacza, że nie jest konieczne ich przechowywanie na zapas.
Produkcja części silników w lotnictwie z przemysłowym drukiem 3D
Konstruowanie silników i turbin oznacza opanowywanie wyzwań, takich jak optymalizacja objętości, wydajności i ekologiczności. W tych obszarach, druk 3D może mieć znaczący wpływ. Pozwala ono na produkcję silników ze skomplikowaną geometrią, określonymi właściwościami aerodynamicznymi oraz właściwościami dynamiki płynów, jak również lekkich struktur, których poszczególne części ważą mniej o 60%. Przetwarzanie nadstopów jest także bardziej opłacalne w druku 3D, z uwagi na mniejszy stopień zużycia materiałów. Rezultaty: znacząco zredukowane zanieczyszczenie środowiska w trakcie okresu użytkowania samolotu. Części wykonane z jednego kawałka są bardziej wytrzymałe, a mniej podatne na uszkodzenia.
MTU:
Produkcja seryjna części dla silnika Airbusa na systemach EOS
MTU Aero Engines, wiodący producent silników w Niemczech, zoptymalizował swoje maszyny (drukarki 3D) EOS do produkcji seryjnej bezpiecznych i wydajnych części. Używając wytwarzania przyrostowego, MTU buduje boroskopy do silników turbowentylatorowych nowej generacji PurePower® PW1100G-JM produkowanych przez Airbus A320neo. Niskociśnieniowa turbina w silniku turbowentylatorowym A320neo jest pierwszą turbiną kiedykolwiek wyposażoną domyślnie w przyrostowo wytworzone boroskopy.
Korzyści kosztowe technologii DMLS EOS były jednym z decydujących czynników zarówno dla produkcji, jak i rozwoju.
- Szybkość: czas opracowania, produkcji i dostawy został znacząco zredukowany
- Elastyczność: bardzo wysoka swoboda projektowania
- Wydajność: małe zużycie materiału oraz narzędzi, drastycznie zredukowane koszty opracowania i produkcji
- System EOS wspiera wszechstronne zapewnianie jakości, wliczając w to monitorowanie w sieci i optyczną tomografię.
Zapewnianie jakości w lotnictwie
Skuteczny proces monitorowania z EOS Exposure OT
Wysokie wymagania bezpieczeństwa są głównym wyzwaniem w sektorze lotnictwa. Każda zaprojektowana część musi być stale kontrolowana od surowego materiału do końcowego produktu, nie może posiadać żadnych wad. We współpracy z EOS, MTU Aero Engines opracowało technikę tomografii optycznej do procesu budowy produktu seryjnego o nazwie EOSTATE Exposure OT. Oprogramowanie, dające się określać parametrami, pozwala na wyciąganie szczegółowych wniosków z jakości części w każdej warstwie. W ten sposób optyczna tomografia pozwala zweryfikować odtwarzalność, polepsza porównywalność pomiędzy częściami, buduje zadania i systemy drukowania oraz tworzy odpowiednie warunki dla opłacalnego zapewnienia jakości w produkcjach seryjnych.
Wytwarzanie przyrostowe w lotnictwie
Zamykany szyb w drzwiach samolotu Airbus A350
Airbus jest globalnym liderem w przemyśle lotniczym i usługach pokrewnych. Technologie druku 3D EOS pomaga zbudować Airbusowi bardziej opłacalny i oszczędny w zasoby samolot. Wytwarzając przyrostowo zamykany szyb w drzwiach samolotu, osiągnięto niesamowite rezultaty:
- Redukcja masy części wytworzonej przyrostowo o 45%, przy zachowaniu tej samej odporności
- Oszczędność kosztów produkcji o 25%, zmniejszając zużycie materiału i czasu złożenia
- Liczba części zmniejszona z 10 do 1
- Redukcja masy o więcej niż 4 kg na 16 drzwiach zamontowanych na pokładzie A350
Produkcja zespołów i części konstrukcyjnych
Z przemysłowym drukiem 3D
Zmniejszenie czynników kosztotwórczych – kluczowy czynnik w bardziej efektywnej produkcji części konstrukcyjnych w sektorze lotnictwa. Cyfrowe procesy produkcji oferują możliwości o szerokim zakresie. Dzięki wytwarzaniu przyrostowemu, liczne części mogą połączyć się w jeden komponent, eliminując etapy produkcji, takie jak montaż. Proces przechowywania części zapasowych, który obecnie wymaga dużo kapitału, staje się także przestarzały. Produkcja następuje tylko wtedy gdy część jest potrzebna, bez konieczności żadnych wstępnych procesów. W dodatku, przyrostowo wyprodukowane części konstrukcyjne są porównywalnie lżejsze, co pomaga w zrównoważeniu śladu CO2 samolotu.
LIEBHERR:
Części do lotu kontrolnego samolotu Airbus A380
Liebherr Aerospace jest wiodącym dostawcą systemów w przemyśle lotniczym. Z dłuższym niż 50 lat doświadczeniem, firma opracowuje, produkuje i konserwuje różne narzędzia samolotu, łącznie z kontrolą lotu, systemem uruchamiania, podwoziem samolotu, systemem zarządzania w powietrzu oraz skrzynią biegów.
Posiadania przez Liebherr drukarka 3D do metalu – EOS M 400-4 – wydrukowała innowacyjny wysokociśnieniowy blok hydrauliczny dla samolotu Airbus A380.
Nowy przyrostowo wyprodukowany zawór osiąga tę samą wydajność jak część wyprodukowana konwencjonalnie, lecz jest o wiele lżejsza oraz zawiera mniej pojedynczych komponentów. Część wykonana jest ze stopu tytanu i spełnia wszystkie wymagania potrzebne do lotu.
Wnętrze i wyposażenie samolotu
Wytwarzanie przyrostowe technologią polimerów (metoda SLS) także staje się coraz ważniejsze dla wnętrza kabin. Istnieje kilka powodów, m.in. w tego typu środowisku, dostosowywanie do indywidualnych potrzeb i elastyczna produkcja bez narzędziowa są kluczowe.
Materiały używane w kabinie muszą także spełniać bardzo surowe wymagania, np. w kwestii palności. Technologia musi być w stanie przetworzyć takie materiały, zwłaszcza gdy wymagane są skomplikowane konstrukcje. Ostatecznie, jednolita budowa jest konieczna, z minimalną obróbką wykończeniową, jak również cyfrową strategią części zamiennych oraz cyfrowymi częściami zamiennymi z wirtualnymi zapasami. Technologia polimerów dla przemysłowego druku 3D spełnia wszystkie te kryteria. Najczęśćiej wykorzystywany jest PA 2241 FR, PA 2200 oraz materiał PEEK.
ETIHAD ENGINEERING:
Kabina samolotu przyszłości
Etihad Engineering jest największym dostawcą usług w utrzymaniu, naprawie oraz działaniach operacyjnych samolotów na Bliskim Wschodzie. Jako filia Etihad Aviation Group, firma oferuje całodobowy serwis utrzymania, włącznie z projektowaniem, naprawą materiałów kompozytowych, remontowaniem kabin oraz usług związanych z częściami w ich nowoczesnych obiektach na Lotnisku Międzynarodowym w Abu Dhabi.
Razem z EOS, Etihad otworzył pierwszy obiekt drukowania 3Ddrukowania 3Ddrukowania 3D na Bliskim Wschodzie zatwierdzony przez Agencję Unii Europejskiej ds. Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) do projektowania i wytwarzania części samolotów.
System EOS P 396 pozwala na produkcję części z materiałów polimerowych, takich jak PA 2241 FR, dzięki temu mogą być użyte do produkcji części kabin, które zostają wymieniane w czasie procesu inspekcji samolotu, znanego jako C-checks. Usterki mogą zostać naprawione, wytwarzając potrzebną część, przeprowadzając konserwację w czasie regularnego przestoju samolotu (liniowa obsługa techniczna).
Etihad i EOS są znane z wysokiej jakości rozwiązań i innowacji technologicznych oraz dzielą wspólny sposób myślenia: “Razem chcemy przenieść projekt oraz produkcję części do wnętrza samolotu na wyższy poziom,” mówi Markus Glasser, Senior Vice President dla EMEA Region w EOS. “Wytworzone przyrostowo części wnętrza kabiny oferują znaczącą wartość dodatnią dzięki uproszczonym naprawom, lekkiej konstrukcji, krótszym czasom realizacji zamówienia i elastycznym opcjom dopasowywania do potrzeb klienta. To stawia czoło niektórym z kluczowych wyzwań w przemyśle lotniczym.”
Certyfikowanie i skalowanie Twoich zastosowań druku 3D
Additive Minds Consulting
Chcesz certyfikować i skalować swoją produkcję?
Specjalistyczny zespół EOS Additive Minds Consulting ułatwia wprowadzenie silnych procesów, które gwarantują stabilną produkcję przemysłowego druku 3D. W ten sposób, możliwe jest stworzenie szczegółowej dokumentacji, w których obiekty produkcji oraz metody wspólnie będą działały płynnie, nawet przy produkcjach seryjnych
Źródło: EOS GmbH
Tłumaczenie: BIBUS MENOS we współpracy ze Stefanem Szawarejko (Katedra Konstrukcji Maszyn i Pojazdów, Wydział Mechaniczny Politechniki Gdańskiej).