טכניקת ייצור תוסף מתקדמת, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד נמצאת בשימוש נרחב לאחרונה בתעשיית המטוסים. יצרניות המטוסים המובילות בואינג ואיירבוס הביאו לראשונה לשימוש את טכנולוגיית הדפסת תלת-ממד בייצור חלקי התעופה והחלל שלהן, כך שהעצימו את יעילות הייצור ובקרת העלויות וכן טיפחו פיתוח יצירתי בתחום הייצור האווירי.
האפליקציות של בואינג בהדפסת תלת מימד
מאז 2002, בואינג חוקרת את הרכיבים הפונקציונליים לייצור המוני המשתמשים בחומרי PA12 ו-PEKK מבוססי סינטר תוך שימוש בטכנולוגיית SLS (סלקטיבי לייזר סינטינג). תוכנן בשיתוף פעולה עם בואינג ו-EOS, חומר ה-PEKK המחוזק בסיבי פחמן בעל ביצועים גבוהים עוזר להשיג קל משקל ומעניק לרכיבים חוזק איזוטרופי רב. חלקים רבים של מטוסי בואינג עשויים מחומר זה, מה שמגביר מאוד את ביצועי המטוס.
דוגמה נוספת לשימוש הטכנולוגי של בואינג בהדפסת תלת מימד היא הדרימליינר. עבור הבואינג 787, Norsk Titanium סיפקה רכיבים המיוצרים באמצעות טכנולוגיית השקעת פלזמה מהירה (RPD). באמצעות חוטי טיטניום להמרת רכיבים מתוחכמים המתאימים לשימוש מבני ובטיחותי, RPD היא טכניקת ייצור תוספים מאושרת OEM החוסכת זמן אספקה והוצאות גדולות של בואינג. השימוש בטכנולוגיה זו לא רק מעלה את הבטיחות המבנית והאמינות של מטוס ה-787 אלא גם מגביר את יעילות הייצור שלו.
יתר על כן, בואינג מתכוונת להשתמש בטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית לייצור חלקים נוספים למטוס ה-787, ולכן חוסכת כמעט 2 עד 3 מיליון דולר לכל מטוס. מדד זה לא רק מראה את הרצון של בואינג לתמוך בטרנספורמציה הדיגיטלית של מגזר ייצור התעופה אלא גם ממחיש את היתרונות של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד בהפחתת עלויות.
האפליקציות של איירבוס להדפסת תלת מימד
איירבוס זכתה גם להצלחה בולטת ביישומי טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית. איירבוס עבדה עם Stratasys מאז 2013 כדי להשתמש באופן נרחב בחומרים פולימריים לבניית רכיבים במטוס A350XWB, ולכן השיגה התקנה של יחידה אחת של למעלה מ-500 חלקים. בין מספר המערכות המשולבות חלקים אלה מכסים צינורות, מהדקי כבלים, מארזים וקונסטרוקציות אחרות.
רכיב המטוסים המודפס בתלת מימד הגדול ביותר באותה תקופה, טכנולוגיית FDM וחומר ULTRAM 9085 החליפו את ראש וילון דלת התא של ה-A350XWB בשנת 2018. המידה היא 1140720240 מ"מ. פרויקט זה לא רק מראה את היכולת של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד בייצור רכיבים גדולים ומתוחכמים אלא גם מעודד את החקירה של איירבוס בהדפסת תלת מימד של רכיבים פנימיים של מטוס.
בין חומרי ההדפסה התלת-ממדיים ש-Airbus מעסיקה גם הם סגסוגת טיטניום, סגסוגת אלומיניום, שרף ULTRAM 9085 וכו'. עם הגדרות יישום בוגרות, לחומרים אלו יש ביצועי חומרים ורכיבים קבועים, רכשו נפח גדול של נתונים גולמיים והשלימו מחקר ארוך טווח מבחני פיתוח. עבור ה-Airbus A380, קבוצת Liebherr יצרה צינורות הידראוליים משולבים מסגסוגת טיטניום באמצעות טכנולוגיית SLM; תושבות נחיתה מסגסוגת טיטניום בייצור המוני בתלת-ממד עבור ה-A350 XWB. מלבד מיקסום משקל וביצועי המטוסים, הדפסת תלת מימד של חלקים אלו מגבירה את יעילות הייצור.
יתר על כן, איירבוס התחברה ל-Materialize כדי להיות בין הספקים המוכרים הראשונים המציעים שירותי הדפסת תלת מימד המבוססים על דרישות תהליך איירבוס. רכיבי חילוף למטוסים עבור איירבוס מיוצרים על ידי Materialize תוך שימוש בטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית המבוססת על טכניקת SLS (laser sintering) עבור ה-Airbus A350, Materialize הדפיסה כיום כ-100 חלקי חילוף שונים לטיסה, ויצרה 26,000 רכיבים בשנה עבור כל המערכת האקולוגית של A350. יחד עם שיפור יעילות ייצור חלקי החילוף של המטוסים של איירבוס, שיתוף הפעולה הזה עוזר לטכנולוגיית הדפסת תלת מימד להיות בשימוש נרחב במגזר התעופה.
יתרונות וקשיים בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד
בואינג ואיירבוס הראו כמה יתרונות מטכנולוגיית הדפסת תלת מימד בייצור רכיבים אווירונאוטיים. קודם כל, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד יכולה לייצר רכיבים גיאומטריים מסובכים - משהו מאתגר בטכניקות ייצור קונבנציונליות. שנית, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד יכולה למקסם את צריכת הדלק והבטיחות של המטוס, כמו גם משקל חלק וביצועים. בנוסף, טכנולוגיות הדפסה תלת מימדיות עוזרות לקצר את מחזורי הייצור, להוזיל את עלויות הייצור ולהגדיל את יעילות הייצור.
ובכל זאת, ישנם קשיים מסוימים ביישום טכנולוגיית הדפסת תלת מימד בתעשייה האווירית. לדוגמה, התהליך המורכב והגוזל של אישור כשרות אוויר עבור מוצרים מודפסים בתלת-ממד דורש עמידה בקריטריונים וחוקים גבוהים. יתר על כן, בעיות קריטיות שיש לפתור הן בחירת החומרים ואופטימיזציה של תהליך של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-stainless-steel-impeller-pump.html