Additive Manufacturing w lotnictwie

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.

1. Optymalizując geometrię elementu podczas projektowania, można zmniejszyć jego masę nawet o 40-60%.
2. Zoptymalizowany funkcjonalnie system komponentów może być wydrukowany w jednym kawałku, co ułatwia montaż i procesy zapewniania jakości.
3. 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.

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.

1. Szybkość: czas opracowania, produkcji i dostawy został znacząco zredukowany
2. Elastyczność: bardzo wysoka swoboda projektowania
3. Wydajność: małe zużycie materiału oraz narzędzi, drastycznie zredukowane koszty opracowania i produkcji
4. System EOS wspiera wszechstronne zapewnianie jakości, wliczając w to monitorowanie w sieci i optyczną tomografię.

• CASE STUDY

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.

• więcej o EOSTATE

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

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.

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.

• CASE STUDY

• czytaj więcej

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.

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.

• więcej o ADDITIVE MINDS