Niewątpliwie jedną z pierwszych gałęzi przemysłu, która wykorzystała technologię wytwarzania przyrostowego (AM) do tworzenia lekkich części, był przemysł lotniczy (optymalizacja masy bez uszczerbku dla wytrzymałości). Wykorzystanie wytwarzania przyrostowego w sektorze lotniczym rośnie obecnie. Przewiduje się, że rynek druku 3D w przemyśle lotniczym osiągnie wartość 9,23 miliarda dolarów do 2023 roku, przy skumulowanej rocznej stopie wzrostu na poziomie 20,23 procent, wynika z ankiety przeprowadzonej przez Strategic Market Research.
Ścieżki druku 3D w metalu w przemyśle lotniczym
Jak już powiedziano, przemysł lotniczy od dawna korzysta z druku 3D w metalu ze względu na wiele korzyści, a ten model technologii stał się dojrzały po latach wzrostu. Przemysł lotniczy jako całość szuka sposobów na zwiększenie zrównoważonego charakteru sektora, dlatego przewiduje się, że ten wskaźnik adopcji będzie tylko wzrastał w nadchodzących latach. Ponieważ w nadchodzących latach potrzebne będą bardziej innowacyjne komponenty, druk 3D w metalu stanie się bardziej popularny. Wraz z postępem samolotów w kierunku elektryfikacji i alternatywnych źródeł energii, takich jak wodór, ta era wkrótce nadejdzie. Należy zauważyć, że prawdopodobnie konieczne będą modyfikacje projektu konstrukcyjnego całego samolotu, a jedną z głównych korzyści płynących z tego może być zastosowanie wytwarzania przyrostowego. Znane z możliwości tworzenia geometrii niemożliwych tradycyjnymi metodami, technologie te umożliwiają użytkownikom maksymalizację projektu konstrukcyjnego, wydajności i bezpieczeństwa.
Ponadto dostępne są różne techniki druku 3D. Krótko mówiąc, wszystkie technologie metalowe są brane pod uwagę podczas badania różnych technologii dodatków metalicznych stosowanych w przemyśle. Zrównoważone uzasadnienie biznesowe powinno zawsze opierać się na celowych oszczędnościach kosztów lub poprawie wydajności. Oprócz certyfikacji komponentów, sektor musi wziąć pod uwagę uprzemysłowienie, w którym chcemy produkować więcej części. Podczas gdy konstrukcje lotnicze często wykorzystują technologie ukierunkowanego osadzania energii (DED) ze względu na szybkie tempo osadzania i możliwości dużych rozmiarów, silniki wykorzystują fuzję w złożu proszkowym ze względu na ich możliwości wysoce precyzyjnej renowacji (tj. skomplikowanych części).
Proces wytwarzania przyrostowego zależy również od materiałów. Stosowane materiały również zmieniają się w zależności od warunków użytkowania i scenariuszy aplikacji. Ponieważ lżejsze pojazdy zużywają mniej paliwa, tytan zapewnia wysoki stosunek wytrzymałości do masy, co jest niezbędne w przemyśle lotniczym. Ponieważ mogą one funkcjonować w temperaturach zbliżonych do ich temperatury topnienia, nadstopy na bazie niklu, takie jak Inconel, są korzystne w sytuacjach wysokotemperaturowych. Aluminium jest dobrym przewodnikiem ciepła i dobrze sprawdza się w zastosowaniach związanych z wymiennikami ciepła. Ogólnie rzecz biorąc, materiały, które są często wytwarzane przy użyciu konwencjonalnych technik dla przemysłu lotniczego, stwarzają ogromne możliwości wytwarzania przyrostowego.
Jednak po wybraniu metody i substancji druk 3D z metalu ma wiele kreatywnych zastosowań w przemyśle lotniczym. Większość skomplikowanych części konstrukcyjnych pracuje w warunkach wysokiej temperatury, wiąże się z przenoszeniem ciepła lub zawiera kanały dla płynów, a druk addytywny idealnie nadaje się do produkcji takich części do ważnych elementów silników lotniczych, takich jak wymienniki ciepła, wirniki, spirale itp.
Przy prawidłowym zastosowaniu, produkcja addytywna wyróżnia się, dlatego wybrana technologia musi być odpowiednia do wymagań części. Należy to wziąć pod uwagę na wczesnym etapie planowania projektu, często nawet zanim zostanie napisane choćby jedno słowo. Im lepszy będzie Twój gotowy element, tym wcześniej powinieneś pomyśleć o zaletach wytwarzania przyrostowego. Jeśli zgadzasz się ze wszystkimi ograniczeniami inżyniera na początku fazy projektowania, możesz zobaczyć atrakcyjną część, ale została ona zaprojektowana bez ograniczeń i bez uwzględnienia metod produkcji.