Bėgant metams buvo įrodyta, kad aviacija yra viena iš sparčiausiai augančių 3D spausdinimo programų visame pasaulyje. Kelios veislės, mažos partijos ir sudėtingos struktūros yra unikalios kosmoso gaminių savybės. Neatidėliotini lengvo, pigaus ir greito tobulinimo poreikiai yra labai suderinami su 3D spausdinimo savybėmis, tokiomis kaip didelis laisvės laipsnis ir greitas formavimas. Kai kurie orlaivių gamintojai netgi gali pasinaudoti trumpomis prastovomis, kad pakeistų savo orlaivius, sukurtų skaitmenines atsargas, kad išlaikytų senstančius orlaivius, ir panaudoti pažangias gamybos technologijas, kad sukurtų naujos kartos orlaivius. Pavyzdžiui, mano šalyje gaminamas didelis orlaivis C919 yra suprojektuotas ir gaminamas bandomuoju būdu taikant daugybę 3D spausdinimo technologijų.
Pažvelkime į tai, kodėl aviacijos pramonė naudoja 3D spausdinimą, ir pažiūrėkime, kaip šie bendri pranašumai gali būti panaudoti gaminant orlaivius:
Dalių integravimas
Silpniausia dalių surinkimo vieta yra ta vieta, kur ji surenkama. Lėktuvų atveju toks silpnumas gali tapti kritiniu gedimo tašku, keliančiu pavojų žmogaus gyvybei.
Sujungus kelis detalės komponentus į vieną 3D spausdintą konstrukciją, surinkimo taškų skaičius būtinai sumažinamas. Unikalios geometrijos, kurias įgalina 3D spausdinimas, gali sumažinti tai, kas paprastai turėtų dešimtis ar šimtus dalių, iki kelių arba vienos dalies. Nereikalaujant suvirinimo, kniedijimo ar kitų tvirtinimo detalių, kad dalys būtų laikomos kartu, ne tik sumažėja surinkimas, bet ir sumažinamos galimos gedimo vietos.
Kuo daugiau sudedamųjų dalių bus konsoliduota, tuo daugiau sutaupoma. Jei kai kurios dalys pritvirtinamos po surinkimo, tai gali būti galimybė integruoti dizainą. Priedų gamyboje dažnai nėra sudėtingumo, o sėkmingiausios dalys kuo labiau išnaudoja šią aksiomą. Dalių integravimo pranašumai daugiausia yra šie:
Sumažintas surinkimas: tai apima darbo jėgos, atsargų, strypų / įrankių ir galutiniam produktui skirto gamybos ploto sumažinimą. Taip pat sumažėja surinkimo patikrinimų skaičius, todėl labai sumažėja surinkimo klaidų tikimybė.
Mažiau gedimo vietų: Sumažėja ilgalaikės priežiūros sąnaudos ir gali sumažėti atsarginių dalių atsargos. Prireikus galima greitai ir ekonomiškai pakeisti mažas partijas.
Sumažėjusios eksploatacinės sąnaudos: dėl priedų gamybos, dalių optimizavimas dėl dizaino laisvės pagerina gaminio našumą, todėl galima patobulinti, pvz., sumažinti dalių svorį ir pagerinti šilumines charakteristikas.
Llengvas
Skrydžio metu naudojamai įrangai „gramai yra auksas“, o kiekvienas svorio netekimas gali sutaupyti šimtus tūkstančių juanių. Lengvesni komponentai reiškia mažiau degalų, o tai ne tik sumažina skrydžio anglies pėdsaką, bet ir sumažina skrydžio išlaidas.
3D spausdinimas ir toliau diegia naujoves, remiantis tradicinėmis gamybos medžiagomis. Tose pačiose konstrukcinėse dalyse naudojamos geresnio našumo 3D spausdinimo medžiagų formulės, kad būtų sukurtos lengvesnės galutinės dalys. Kartu su lengvomis struktūromis, tokiomis kaip komponentų integravimas, 3D spausdinimo topologijos optimizavimas ir grotelių struktūros, tai ypač naudinga lengvo orlaivio dizainui, todėl jis funkcionaliai tankesnis.
Patobulinta dizaino laisvė
Daugelis žmonių, dirbančių priedų gamyboje, mėgsta teigti, kad ši technologija suteikia didelę „dizaino laisvę“, nes pirmą kartą galima pasiekti sudėtingų geometrijų, kurių neįmanoma sukurti kitais gamybos procesais.
Anksčiau labai sudėtingos konstrukcijos komponentus buvo sunku arba labai brangu gaminti arba jų nebuvo galima pagaminti iš viso. Naudojant papildomus gamybos procesus, labai sudėtingos dvimatės arba trimatės metalinės dalys gali būti pagamintos gana paprastai, ir tai yra tinkamas būdas vientisai formuoti konstrukcinius komponentus, susidedančius iš kietų ir tinklinių dalių.
Tokie projektavimo metodai, kaip topologijos optimizavimas ir generatyvus dizainas, veiksmingai padėjo 3D spausdinimui sukurti naujas formas, apie kurias anksčiau nebuvo pagalvota. Šios sudėtingos grotelių konstrukcijos ne tik padeda sutaupyti svorio, įtraukdamos medžiagą tik ten, kur reikia, bet ir dažnai yra tvirtesnės nei tradicinės konstrukcijos. Nors tam tikri apribojimai vis dar egzistuoja ir gali skirtis priklausomai nuo 3D spausdinimo technikos ir naudojamų medžiagų, šie apribojimai daugeliu atžvilgių yra daug ne tokie griežti nei tradiciniuose atimtiniuose gamybos procesuose. Naujos vidaus ir išorės orlaivių dalys gali būti sukurtos taip, kad pakeistų pasenusias originalias dalis, o lankstesnės dizaino gudrybės suteikia ypatingo funkcionalumo.
Greita prototipų kūrimo iteracija
Pirminio 3D spausdinimo naudojimo pavadinimas yra greitas prototipų kūrimas. Nuo eskizų idėjų iki CAD projektų iki pirmųjų prototipų, vėliau – antrojo, trečiojo ir t. t. – 3D spausdinimas pagreitina naujų produktų pateikimą į rinką. Turbinų menčių gamyba tradicine technologija nuo projektavimo iki pagaminimo užtrunka apie pusmetį, tačiau formelei pagaminti prireikia apie pusę metų. Tačiau naudojant 3D spausdinimo technologiją galima pasiekti greitą apyvartą ir kartojimą per kelias dienas ar savaites.
Mažų partijų gamyba
Aviacijos ir kosmoso pramonėje, palyginti su automobilių ar elektros prietaisų gamyba, pagaminama palyginti nedaug orlaivių.
Didelės vertės, mažos apimties gamyba puikiai tinka 3D spausdinimui. Nors daugeliui tradicinių gamybos procesų reikia brangių įrankių ir formų, todėl masinei gamybai sukuriama masto ekonomija, o priedų gamyba pašalina formų poreikį. Vienu metu galima pagaminti vieną ar kelis gabalus, įskaitant skirtingus tos pačios plokštės dizainus, be papildomų liejimo ar įrankių išlaidų.
Posūkio taškas tarp priedų gamybos ir tradicinės gamybos paprastai reikalauja pagaminti šimtus ar tūkstančius dalių, kol tradicinės technologijos taps ekonomiškesnės, ir nors tai galiausiai gali sumažinti kiekvienos įpurškiamos dalies kainą iki centų, tai tik iki tos sankirtos. tašką, 3D spausdinimas bus ekonomiškesnis. Ypač naudojant didelės vertės pritaikymo medžiagas, būtina taupyti medžiagą.
Doriginalus inventorius
Kai baigiasi orlaivio eksploatavimo laikas, jį dažnai galima išgelbėti pakeitus tam tikras dalis, kad jis skraidytų. Įprastas būdas tai daroma naudojant fizinius sandėlius, kuriuose, kai reikia, atsarginės dalys kaupiamos lentynose. Daugeliu atvejų šios atsarginės dalys gaminamos tuo pačiu metu kaip ir originalios serijinės OEM dalys ir yra skirtos susidėvėjusių dalių keitimo poreikiams. Bet jei tokio poreikio niekada neatsiranda, jie švaisto ne tik laiką ir išlaidas gamindami juos, bet ir ilgus metus, sėdėdami lentynose. Dar blogiau, jei atsiranda paklausa, atsarginių dalių nebelieka, ypač tų, kurios visam laikui nebegaminami – trūkus net mažos detalės lėktuvas gali įžeminti.
Užuot fiziškai padėję daiktus į lentynas, skaitmeninių atsargų metodas saugo dizaino failus, kuriuos galima spausdinti 3D. Tos dalys, kurias reikia pakeisti, gali būti pagamintos bet kur ir bet kada, naudojant atitinkamas 3D spausdinimo technologijas, iš anksto nereikalaujant brangių formų ar įrankių. Užuot laukę, kol originalios įrangos gamintojai vėluos ir taip sumažins spaudimą fizinėms atsargoms, taip pat pailgins skrydžio trukmę, kad jis negalės skristi dėl mažos dalies.
Skriskite aukščiau ir toliau naudodami 3D spausdinimą
Lėktuvų gamybai nuo prototipų iki atsarginių dalių vis daugiau naudos teikia 3D spausdinimas tiekimo grandinėje. Decentralizuota gamyba, naujos projektavimo galimybės ir laiko, medžiagų ir sąnaudų sumažinimas suteikia naujų būdų orlaiviams skraidyti aukštai.
Pridėtinės vertės gamybos procesas pakeičia tradicinę gamybą, todėl galima sutaupyti pelėsių sąnaudas ir sumažinti išlaidas bei padidinti efektyvumą daugeliu aspektų. 3D spausdinimo medžiagos yra materialus 3D spausdinimo technologijos plėtros pagrindas, o metalai, keramika ir kompozicinės medžiagos yra naujos 3D spausdinimo kryptys. Remiantis „Wohlers Associates Inc.“ paskelbta pramonės statistika, 3D spausdinimo pramonėje automobilių pramonė, plataus vartojimo elektronika ir kosmosas sudaro didžiausią dalį, o metalai, keramika ir kompozicinės medžiagos taps „lūžio tašku“. 3D spausdinimo medžiagos.
Pagal planą „Pagaminta Kinijoje 2025“ 3D spausdinimas tapo pagrindine mano šalies pažangios gamybos skatinimo linija, o aviacija yra viena iš svarbių priedų gamybos taikymo sričių. Šiuo metu aviacijos ir kosmoso srityje šalyje ir užsienyje be galo daug Macho skaičiaus ir didelio manevringumo orlaivių atsiranda ir tampa viena iš pagrindinių naujos kartos aviacijos ir kosminių transporto priemonių plėtros tendencijų. Jo projektavimo reikalavimai kelia aukštesnius reikalavimus projektavimo ir gamybos procesams. Daugumai komponentų būdingos didelio dydžio, sudėtingos formos ir kelių struktūrų savybės. 3D spausdinimo technologija turi didelių pranašumų integruojant didelių gabaritų detalių gamybą, specialios formos ir sudėtingų konstrukcinių dalių gamyboje bei masiškai pritaikytų konstrukcinių dalių gamyboje.
JR gali suteikti jums projektavimo, 3D spausdinimo proceso, papildomo apdorojimo, CNC apdorojimo ir kitas vieno langelio paslaugas. Šiuo metu ji bendradarbiauja su daugybe mokslinių tyrimų institucijų, universitetų ir įmonių aviacijos ir kosmoso taikymo srityje ir yra įsipareigojusi pateikti bendrą metalo netiesioginio 3D spausdinimo sprendimą su aukštos kokybės, lengvu ir smulkia mikrostruktūra.