כיצד הדפסת תלת מימד מתכת יכולה להפחית את עלויות הייצור בתעשייה האווירית?

一, סקירה של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת
על ידי ערימת אבקת מתכת או תיל שכבה אחר שכבה בהתאם למודל תלת מימדי שנוצר על ידי מחשב, הדפסת מתכת תלת מימדית - הידועה גם כטכנולוגיית ייצור תוסף מתכת - יוצרת בדיוק רכיבים בצורת מסובכת. להדפסת תלת מימד מתכת יש יתרונות גדולים בשימוש בחומרים, במורכבות הייצור ובחופש העיצוב בהשוואה לטכניקות ייצור חומרים קונבנציונליות או מקבילות. מאפיינים אלה מעניקים למגזר התעופה והחלל מרחב אופטימיזציית ייצור בלתי ידוע, ולכן מעודדים קיצוץ משמעותי בעלויות.
2, במקום שיטות להורדת עלויות הייצור של הדפסת תלת מימד מתכת
1. צמצמו את הפסולת על ידי שימוש טוב יותר בחומרים.
חיתוך והברקה של חומרים בטכניקות ייצור קונבנציונליות גורמים לפעמים לבזבוז גדול. על ידי ויסות מדויק של הוספת שכבה אחר שכבה של חומרים, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת משיגה גם ייצור כמעט אפס פסולת. במיוחד עבור חומרי מתכת יקרים המשמשים לעתים קרובות במגזר התעופה והחלל, סגסוגות טיטניום, סגסוגות מבוססות ניקל וכו', טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית יכולה להגדיל במידה ניכרת את ניצול החומרים ולהוזיל את עלויות חומרי הגלם.
2. עיצוב רזה וקלות משקל
למגזר התעופה והחלל יש סטנדרטים גבוהים למדי לקלות משקל של רכיבים שכן הורדת משקל תגדיל מאוד את קיבולת המטען של המטוסים ואת צריכת הדלק. באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית, מעצבים עשויים לבנות מבנים גיאומטריים מורכבים וקלים יותר מבלי להקריב חוזק מבני. רכיבים מודפסים בתלת מימד יכולים להשיג הפצת חומר יעילה יותר על ידי אופטימיזציה של מבנה הסריג בתוך הרכיבים או שימוש בתכנון אופטימיזציה של טופולוגיה, ובכך להפחית משקל תוך שמירה או אפילו שיפור ביצועים, ובכך להוזיל בעקיפין את העלויות השוטפות.
3. חתוך את מחזור המחקר והפיתוח והחיש את הצגת המוצר.
לציוד תעופה וחלל יש מחזור פיתוח ארוך ומסובך עם מספר ייצורים ובדיקות אב טיפוס. על ידי הפיכה מהירה של רעיונות עיצוב לאבות טיפוס אמיתיים, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת עוזרת לחתוך באופן דרסטי את העיצוב לזמני ייצור. בנוסף לזרז הצגתם של פריטים חדשים, שינויי עיצוב קבועים עוזרים להוזיל את ההוצאות הנוספות המשולמות. יתר על כן, הנתמך על ידי טכנולוגיית הדפסת תלת מימד הוא ייצור מותאם אישית של אצווה קטנה, המסייע לחברות תעופה וחלל להגיב לביקוש בשוק מהר יותר ולהעלות את התחרותיות בשוק.
4. החלפה ותחזוקה יעילה
ציוד תעופה וחלל ניזוק או נשחק באופן בלתי נמנע במהלך הפעולה; טכניקות תחזוקה קונבנציונליות כוללות לפעמים פירוק מתוחכם יקר וגוזל זמן, ריתוך או החלפה של רכיבים שלמים. לא רק שהדפסת מתכת תלת-ממדית מאיצה את מחזור התיקון, אלא היא גם יכולה לייצר במהירות רכיבים חלופיים לאזורים פגומים, ובכך להוזיל את עלויות התיקון. שמירה על היכולות המבצעיות הרציפות של המטוס והורדת זמן ההשבתה תלויים בכך.
3, תרחישי שימוש מעשי של תעשיית התעופה והחלל של הדפסת תלת מימד מתכת
חלקי רכיבים למנועים: רכיבי קצה חמים של מנועים, כגון תאי בעירה ולהבי טורבינה, מיוצרים תוך שימוש נרחב בטכנולוגיות הדפסת תלת מימד מתכת. חלקים אלה לא רק בעלי צורות מסובכות, אלא גם דורשים קורוזיה ועמידות בחום חזק למדי. כדי לעמוד בקריטריונים המחמירים הללו ולחסוך בעלויות ייצור, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד יכולה לווסת בדיוק את המיקרו-מבנה ותכונות החומרים.
מבני תמיכה פנימיים מורכבים והצמדות במבנה גוף המטוס והכנף מיוצרים באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית, רכיבים מבניים קלים. באמצעות עיצוב אידיאלי וטיפול קל משקל, אלמנטים אלה הפחיתו מאוד את משקל המטוס והגדילו את צריכת הדלק, ובכל זאת הבטיחו חוזק מבני.
טכנולוגיית הדפסת תלת-ממד מתכת יכולה לייצר במהירות את כלי התחזוקה וחלקי החילוף הדרושים, ולכן מאפשרת לאסטרונאוטים לתקן ביעילות תקלות בציוד, להוזיל את עלויות התחזוקה והוצאות הזמן לאורך כל הפעילות ארוכת הטווח של חלליות.

https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-turbocharger-of-the-automotive.html