Là một kỹ thuật sản xuất bồi đắp tiên tiến, công nghệ in 3D gần đây đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp máy bay. Các nhà sản xuất máy bay hàng đầu Boeing và Airbus lần đầu tiên đưa công nghệ in 3D vào sử dụng trong sản xuất linh kiện hàng không vũ trụ, nhờ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và kiểm soát chi phí cũng như thúc đẩy sự phát triển sáng tạo trong lĩnh vực sản xuất hàng không.
Ứng dụng của Boeing trong in 3D
Từ năm 2002, Boeing đã nghiên cứu việc sản xuất hàng loạt các bộ phận chức năng sử dụng vật liệu PA12 và PEKK dựa trên quá trình thiêu kết bằng công nghệ SLS (Thiêu kết Laser chọn lọc). Được thiết kế với sự hợp tác của Boeing và EOS, vật liệu PEKK được gia cố bằng sợi carbon hiệu suất cao giúp đạt được trọng lượng nhẹ và mang lại cho các bộ phận có độ bền đẳng hướng lớn. Nhiều bộ phận của máy bay Boeing được làm từ vật liệu này, giúp tăng đáng kể hiệu suất của máy bay.
Một ví dụ khác về việc sử dụng công nghệ in 3D của Boeing là Dreamliner. Đối với Boeing 787, Norsk Titanium cung cấp các bộ phận được sản xuất bằng công nghệ lắng đọng plasma nhanh (RPD). Sử dụng dây titan để chuyển đổi các bộ phận phức tạp phù hợp với mục đích sử dụng quan trọng về kết cấu và an toàn, RPD là kỹ thuật sản xuất bồi đắp được OEM chứng nhận giúp tiết kiệm thời gian và chi phí giao hàng chính của Boeing. Sử dụng công nghệ này không chỉ nâng cao độ an toàn và độ tin cậy về cấu trúc của máy bay 787 mà còn tăng hiệu quả sản xuất.
Hơn nữa, Boeing dự định sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất nhiều bộ phận hơn cho máy bay 787, do đó tiết kiệm được gần 2 đến 3 triệu USD cho mỗi chiếc máy bay. Số liệu này không chỉ thể hiện quyết tâm của Boeing trong việc hỗ trợ chuyển đổi kỹ thuật số trong lĩnh vực sản xuất hàng không mà còn minh họa lợi ích của công nghệ in 3D trong việc giảm chi phí.
Ứng dụng in 3D của Airbus
Airbus cũng có thành công đáng kể trong việc ứng dụng công nghệ in 3D. Airbus đã hợp tác với Stratasys từ năm 2013 để sử dụng rộng rãi vật liệu polymer để chế tạo các bộ phận trên máy bay A350XWB, nhờ đó đạt được một đơn vị lắp đặt gồm hơn 500 chiếc. Trong số một số hệ thống trên tàu, các bộ phận này bao gồm ống dẫn, kẹp cáp, vỏ và các kết cấu khác.
Là thành phần máy bay in 3D lớn nhất vào thời điểm đó, công nghệ FDM và vật liệu ULTRAM 9085 đã thay thế đầu rèm cửa cabin của A350XWB vào năm 2018. Kích thước là 1140720240mm. Dự án này không chỉ thể hiện năng lực của công nghệ in 3D trong việc chế tạo các linh kiện lớn và phức tạp mà còn khuyến khích sự nghiên cứu của Airbus trong lĩnh vực in 3D các linh kiện bên trong máy bay.
Trong số các vật liệu in 3D mà Airbus cũng sử dụng có hợp kim titan, hợp kim nhôm, nhựa ULTRAM 9085, v.v. Với cài đặt ứng dụng hoàn thiện, những vật liệu này có hiệu suất vật liệu và thành phần ổn định, thu được khối lượng dữ liệu thô lớn và hoàn thành nghiên cứu và nghiên cứu dài hạn. các thử nghiệm phát triển. Đối với Airbus A380, Tập đoàn Liebherr đã tạo ra các đường ống thủy lực tích hợp bằng hợp kim titan sử dụng công nghệ SLM; Giá đỡ thiết bị hạ cánh bằng hợp kim titan in 3D được sản xuất hàng loạt cho A350 XWB. Ngoài việc tối đa hóa trọng lượng và hiệu suất của máy bay, in 3D các bộ phận này còn tăng hiệu quả sản xuất.
Hơn nữa, Airbus đã hợp tác với Materialize để trở thành một trong những nhà cung cấp được công nhận đầu tiên cung cấp dịch vụ in 3D dựa trên các yêu cầu quy trình của Airbus. Các linh kiện phụ tùng máy bay cho Airbus được Materialize sản xuất bằng công nghệ in 3D dựa trên kỹ thuật SLS (thiêu kết laser). Đối với Airbus A350, Materialize hiện đã in khoảng 100 phụ tùng máy bay riêng biệt, tạo ra 26000 linh kiện mỗi năm cho toàn bộ hệ sinh thái A350. Cùng với việc nâng cao hiệu quả sản xuất phụ tùng máy bay của Airbus, sự hợp tác này giúp công nghệ in 3D được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không.
Lợi ích và khó khăn với công nghệ in 3D
Boeing và Airbus đã cho thấy một số lợi ích từ công nghệ in 3D trong sản xuất linh kiện hàng không. Trước hết, công nghệ in 3D có thể tạo ra các thành phần hình học phức tạp - điều này thách thức các kỹ thuật sản xuất thông thường. Thứ hai, công nghệ in 3D có thể tối đa hóa khả năng tiết kiệm nhiên liệu và an toàn của máy bay cũng như trọng lượng và hiệu suất của bộ phận. Hơn nữa, giúp rút ngắn chu kỳ sản xuất, giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả sản xuất là công nghệ in 3D.
Tuy nhiên, vẫn còn những khó khăn nhất định khi áp dụng công nghệ in 3D trong ngành hàng không vũ trụ. Ví dụ, quy trình chứng nhận đủ điều kiện bay phức tạp và tốn thời gian cho hàng hóa in 3D đòi hỏi phải đáp ứng các tiêu chí và luật cao. Hơn nữa, các vấn đề quan trọng cần phải giải quyết là lựa chọn vật liệu và tối ưu hóa quy trình của công nghệ in 3D.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-stainless-steel-impeller-pump.html