1 Situatie van het energieverbruik bij de productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten
Meerdere verbindingen, waaronder de productie van grondstoffen, de verwerking van componenten, het transport en de lancering, geven in wezen het energieverbruik weer in het productieproces van luchtvaartonderdelen. In de eerste plaats vergt de vervaardiging van grondstoffen, en met name hoogwaardige legeringen, een groot energieverbruik. Ten tweede is er ook veel elektrische en thermische energie nodig bij de bewerking van componenten, zoals snijden, slijpen, warmtebehandeling, enz. Verder zijn cruciale elementen van het energieverbruik de transport- en lanceringsfasen van ruimtevaartvoertuigen, inclusief het brandstofverbruik en de energie die nodig is voor raketlanceringen. Last but not least is de exploitatiefase van satellieten – inclusief onderhoud, communicatie en andere operaties – ook afhankelijk van een constante energievoorziening.
Dit energieverbruik verergert de belasting van het milieu en verhoogt bovendien de industriële kosten. Traditionele productietechnieken produceren vaak aanzienlijke hoeveelheden afval en uitstoot en hebben ernstige gevolgen voor het milieu. Een belangrijk vraagstuk waarmee de sector nu wordt geconfronteerd, is dus hoe de milieuvervuiling en het energieverbruik kunnen worden teruggedrongen, terwijl de kwaliteit van de lucht- en ruimtevaartonderdelen behouden blijft.
2 Gebruik van 3D-printtechnologie van metaal bij de productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten
Voor een groot deel dankzij de bijzondere voordelen is de 3D-printtechnologie voor metaal – een geavanceerde additieve productietechniek – op grote schaal toegepast bij de productie van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart. Door metaalpoeders of draden laag voor laag te stapelen, kan de 3D-printtechnologie van metaal direct items maken met ingewikkelde geometrische ontwerpen en hoge prestatie-eisen zonder gebruik te maken van conventionele mallen en fittingen.
Metaal 3D-printtechnologie kan een lichtgewicht ontwerp van componenten bereiken door de structuur van de onderdelen te optimaliseren, waardoor onnodig materiaalgebruik en dus het gewicht van de onderdelen en het energieverbruik worden verminderd. Via de 3D-printtechnologie van metaal kunnen essentiële onderdelen zoals motorbladen en vleugelsteunen in vliegtuigen bijvoorbeeld ingewikkelder van vorm en lichter van gewicht worden gemaakt, waardoor de vluchtefficiëntie en het brandstofverbruik worden vergroot.
Metaal 3D-printtechnologie vermindert materiaalverspilling en bewerkingstoeslag door artikelen te vervaardigen met behulp van laag voor laag stapelen, waardoor een bijna netto vorm mogelijk wordt. Metaal 3D-printtechnologie kan het grondstoffenverbruik en de productiekosten aanzienlijk verlagen in vergelijking met conventionele productietechnieken door middel van een hoger materiaalgebruik.
Metaal 3D-printtechnologie kan snel onderdelen maken met ingewikkelde geometrische vormen zonder de noodzaak van conventionele mallen en gereedschapsvoorbereiding, waardoor de productiecyclus wordt verkort en de productie-efficiëntie wordt verhoogd. Voor een snelle reactie en productie op maat in de luchtvaartsector is dit absoluut cruciaal.
Uitstekende mechanische en thermische eigenschappen, zoals hoge sterkte, grote taaiheid, grote corrosieweerstand, enz., kunnen worden geproduceerd door middel van 3D-printtechnologie op onderdelen. Van motoronderdelen tot warmtewisselaars en structurele componenten: deze hoogwaardige artikelen worden veelvuldig gebruikt in de vliegtuigindustrie. De mogelijkheden van metaal 3D-printtechnologie bij een lager energieverbruik
Naast het verhogen van de productie-efficiëntie en de kwaliteit van onderdelen, biedt de 3D-printtechnologie voor metaal een groot potentieel om het energieverbruik en de impact op het milieu bij de productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten te verlagen.
Metaal 3D-printtechnologie kan helpen de structuur van componenten te optimaliseren, waardoor onnodig materiaalgebruik en dus het gewicht van de onderdelen en het energieverbruik tot een minimum worden beperkt. Meer gecompliceerde vormen en lichtere gewichten, mogelijk gemaakt door 3D-printtechnologieën voor metaal, helpen bijvoorbeeld de bladen van vliegtuigmotoren om de vliegefficiëntie en het brandstofverbruik te verbeteren.
Metaal 3D-printtechnologie produceert items met behulp van een laag-voor-laag stapeltechniek, waardoor een bijna netto vorm, minimaal materiaalverspilling en bewerkingstoeslag mogelijk is. Samen met een lager grondstoffenverbruik verlaagt dit het energieverbruik en de uitstoot van verwerkingsenergie.
Metaal 3D-printtechnologie kan snel onderdelen met ingewikkelde geometrische vormen creëren zonder de noodzaak van conventionele mallen en gereedschapsvoorbereiding, waardoor de productiecyclus wordt verkort en het energieverbruik en de kosten tijdens het productieproces worden verlaagd.
Groene productie in de ruimtevaart kan worden gestimuleerd door koolstofarme materialen en hernieuwbare energie te combineren met 3D-printtechnologieën voor metaal. Voor 3D-printapparatuur voor metaal bijvoorbeeld zal het gebruik van koolstofarme materialen, aangezien printmaterialen en hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- of windenergie, de CO2-uitstoot en het energieverbruik drastisch verlagen.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-parts-produced-by-pbf-technology.html