Khi ngành hàng không tiếp tục vật lộn với chi phí gia tăng và những lo ngại về tính bền vững môi trường lâu dài, có thể có một giải pháp có thể giúp giải quyết cả hai khó khăn. Các bộ phận máy bay hiện có thể được in 3D, điều này không chỉ giúp cắt giảm lượng khí thải mà còn cung cấp tùy chọn sản xuất hợp lý hơn. Trên thực tế, Boeing tuyên bố rằng bằng cách sử dụng các bộ phận được vẽ 3D, hãng có thể tiết kiệm được 3 triệu đô la cho mỗi máy bay.
Bạn nên có một kế hoạch dự phòng đề phòng. Trong tương lai, các thành phần động cơ quan trọng và các bộ phận thiết yếu khác của máy bay thậm chí có thể được chế tạo theo cách này. Nhưng in 3D sẽ ảnh hưởng như thế nào đến phần cứng và hệ thống cần thiết để duy trì sự an toàn? Việc áp dụng tư duy in 3D trên dây chuyền lắp ráp sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ lĩnh vực hàng không như thế nào?
Ưu điểm của linh kiện máy bay in 3D
Lợi ích của việc sử dụng các bộ phận in 3D trên máy bay không chỉ là tiết kiệm tài chính. Ngoài ra, quá trình sản xuất sẽ nhanh hơn và chính xác hơn, đồng thời lượng khí thải carbon sẽ ít hơn.
Bắt đầu với nguyên mẫu. Thời gian tiết kiệm được trong việc tạo nguyên mẫu hoặc mô hình mới với các thành phần in 3D có thể lên tới hàng nghìn giờ, thay vì vài ngày hoặc vài tuần. So sánh in 3D với sản xuất truyền thống, việc điều chỉnh cũng đơn giản hơn vì bạn có thể nhanh chóng sản xuất và đánh giá các nguyên mẫu rẻ tiền bằng cách sử dụng các vật liệu ít tốn kém hơn. Nói cách khác, bằng cách sử dụng các vật liệu nhẹ hơn và ít tốn kém hơn so với kết quả cuối cùng, bạn có thể mô phỏng hình dáng của một bộ phận máy bay và sử dụng nó để thử nghiệm và phân tích khí động học, đồng thời thực hiện các điều chỉnh trước khi đầu tư vào các bộ phận kim loại nguyên giá.
Ngoài ra, in 3D làm cho quá trình sản xuất trở nên thuận tiện và chính xác hơn, đặc biệt khi nói đến đồ gá được sử dụng trong quy trình sản xuất. Các bộ phận được sản xuất thông qua quá trình sản xuất truyền thống phải được giữ cố định bằng các đồ gá, chẳng hạn như chốt kim loại, trong quá trình gia công để hạn chế phương sai và lỗi từ vật phẩm này sang vật phẩm khác. Tuy nhiên, các nhà sản xuất truyền thống tiếp tục gặp khó khăn do thời gian hoặc chi phí cần thiết để sản xuất hàng ngàn đồ đạc. Ngược lại, in 3D cho phép các doanh nghiệp sản xuất hàng hóa với chi phí và nhân công ít hơn 40% so với cách khác.
Cuối cùng, tất cả thời gian và công sức tiết kiệm được trong quá trình tạo mẫu và sản xuất cho phép sản xuất nhiều bộ phận hơn với ít năng lượng và lãng phí hơn. Ưu tiên sản xuất bền vững hơn nên được đưa ra vì nó chiếm hơn 1/5 tổng lượng khí thải carbon của thế giới. Việc giảm đáng kể lượng khí thải carbon đạt được thông qua in 3D, có thể giảm sử dụng vật liệu tới 90 phần trăm.
In 3D trong không phận có an toàn không?
Tuy nhiên, có những vấn đề an toàn nghiêm trọng với in 3D do cách thức hoạt động của nó. Thay vì chạm khắc các bộ phận từ các khối vật liệu nặng, in 3D phụ thuộc vào việc xếp lớp các vật liệu nhẹ để tạo ra các bộ phận. Sản phẩm cuối cùng yếu hơn, xốp hoặc giòn thường là tác dụng phụ của quá trình tách lớp. FAA đã mất một thời gian để xác minh rằng các bộ phận in 3D có nhiều khả năng bị lỗi hoặc hư hỏng hơn so với các bộ phận được sản xuất theo cách truyền thống do các tiêu chí chứng nhận phần cứng nghiêm ngặt. Giờ đây, titan có thể được in 3D, các công nghệ mới đã làm cho chất này và thành phẩm bền hơn trước và việc chứng nhận có thể diễn ra nhanh hơn nữa.
Rốt cuộc, các quy trình và hướng dẫn an toàn áp dụng cho máy bay in 3D và các bộ phận tạo ra chúng đủ kỹ lưỡng để đảm bảo rằng mọi bộ phận in 3D lắp trên máy bay đều không ảnh hưởng đến an toàn. Để đảm bảo rằng in 3D chỉ phù hợp với các bộ phận không quan trọng về mặt an toàn hoặc việc kiểm tra và thử nghiệm đầy đủ là cần thiết để đảm bảo an toàn cho con người và máy bay, DO-254 và các tiêu chuẩn tương đương đối với phần cứng hàng không vũ trụ hiện yêu cầu thử nghiệm chuyên sâu và đảm bảo chất lượng.
Xu hướng in 3D trong ngành hàng không
Một phần nhỏ trong quá trình phát triển của hệ thống điện tử hàng không là in 3D. Tuy nhiên, cách mà các nhà sản xuất máy bay nghĩ về việc tuân thủ và chứng nhận có thể thay đổi do mô hình in 3D.
Một số vấn đề về chuỗi cung ứng mà ngành công nghiệp máy bay phải đối mặt ngày nay có thể được giải quyết bằng công nghệ in 3D cải tiến. Do đó, nó có thể hỗ trợ di chuyển trên không đô thị (UAM). Ý tưởng đằng sau UAM là một ngày nào đó tất cả chúng ta có thể chọn sử dụng taxi hàng không thay cho hoặc bổ sung cho ô tô thông thường. Nhưng chúng tôi cần rất nhiều mặt phẳng nhỏ hơn để UAM hoạt động. Quy trình này có thể được thực hiện dễ dàng hơn bằng cách in 3D.
Ngoài ra, giống như in 3D có thể tạo điều kiện thuận lợi cho cách tiếp cận khối xây dựng đối với sản xuất máy bay trong tương lai, chúng tôi cũng đang chứng kiến ngành áp dụng tư duy "dây chuyền lắp ráp" khi nói đến các khối xây dựng chứng nhận và tuân thủ phần mềm và phần cứng cho hệ thống điện tử hàng không.
Ví dụ: các mẫu là một phần quan trọng của việc tuân thủ và chứng nhận vì chúng cho phép các nhà sản xuất và nhà phát triển máy bay chứng nhận các thiết kế mới một cách hiệu quả và có thể lặp lại.
Có thể một ngày nào đó bạn sẽ đi một chiếc máy bay in 3D 100% và có thể một ngày nào đó, bạn sẽ quen với taxi hàng không như Uber ngày nay.