De behoeften van de lucht- en ruimtevaartsector aan productienauwkeurigheid, prestaties en lichtgewicht ontwerp van componenten groeien geleidelijk, in lijn met de snelle technologische ontwikkeling. Zeer nauwkeurige componenten en ingewikkelde vormen stellen soms de capaciteit van traditionele productietechnieken op de proef. De ontwikkeling van de 3D-printtechnologie voor metaal heeft een nieuwe route gecreëerd voor de productie van op maat gemaakte onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart.
Door metaalingrediënten laag voor laag te stapelen, creëert metaal 3D-printen, ook wel metal additive manufacturing genoemd, ingewikkelde metalen onderdelen en componenten. Naast het transformeren van conventionele productietechnieken, brengt deze technologie de lucht- en ruimtevaartsector aanzienlijk vooruit. Metaal 3D-printen creëert een stevige laag metaal door metaalpoeder te smelten volgens een vooraf ontworpen modeloverzicht met behulp van energiebronnen zoals lasers of elektronenstralen. Het productiebed wordt vervolgens één laag naar beneden gebracht, bedekt met vers metaalpoeder, en de bovenstaande procedure wordt herhaald totdat het hele object is gebouwd. Terwijl er hulpbronnen worden bespaard en afval wordt verminderd, kan deze aanpak ingewikkelde geometrische vormen en interieurstructuren opleveren.
Metaal 3D-printtechnologie vindt vooral uitgebreide toepassing in de lucht- en ruimtevaartindustrie. De prestatie- en veiligheidscriteria van vliegtuigmotoren zijn tamelijk streng, aangezien ze het "hart" van het vliegtuig vormen. Hoewel de integratie van de 3D-printtechnologie voor metaal onnodige koppelingen minimaliseert en ingenieurs helpt het motorontwerp te maximaliseren, waardoor de prestaties van de componenten worden verbeterd, vereisen traditionele productietechnieken een grote mate van nauwkeurige bewerkings- en assemblageprocessen. De microturbostraalmotor die met behulp van de 3D-printtechnologie voor metaal wordt geproduceerd, is bijvoorbeeld niet alleen lichter in gewicht, maar ook ontworpen en geprint om absoluut zelfdragend te zijn, wat een aanzienlijke vooruitgang betekent in het ontwerp van additieve productie.
Bovendien is er in de lucht- en ruimtevaartindustrie sprake van een vrij aanzienlijk gebruik van de 3D-printtechnologie voor metaal: lichtgewicht ontwerp. Een goede lichtgewichtconstructie helpt vliegtuigen efficiënter te zijn en te presteren zoals verwacht. Met zijn voordelen bij het maximaliseren van printstructuren en het verbeteren van materiaaleigenschappen, kan 3D-printen met metaal op efficiënte wijze een lichtgewicht ontwerp van luchtvaartcomponenten realiseren. In het C919-vliegtuig worden bijvoorbeeld veel componenten gebruikt die zijn geproduceerd met behulp van 3D-printtechnologie, die niet alleen een betere sterkte hebben, maar ook minder wegen, waardoor ze aanzienlijk bijdragen aan de algemene prestatieverbetering van het vliegtuig.
Naast een lichtgewicht ontwerp kan de 3D-printtechnologie van metaal ook de productie van luchtvaartonderdelen op maat realiseren. In de lucht- en ruimtevaartsector zijn op maat gemaakte componenten zeer gewild, en conventionele productietechnieken voldoen soms niet aan deze eisen. Het aanpassen van de 3D-printtechnologie van metaal voor productie op basis van verschillende behoeften helpt om aan de specifieke behoeften van vliegtuigartikelen te voldoen. Zo wordt met koolstofvezel versterkt Hi Tech CF-materiaal gekozen met behulp van 3D-printtechnologie voor de productie van mesbevestigingsbeugels voor helikopters, waardoor de mesbevestigingsbeugel een sterke externe drukweerstand en normale slijtageweerstand heeft vanwege zijn grote sterkte-eigenschappen.
De snelle productie en het onderhoud van componenten in de vliegtuigindustrie weerspiegelen ook het gebruik van 3D-printtechnologieën voor metaal. Bepaalde luchtvaartonderdelen hebben een beperkte levensduur en vereisen regelmatig onderhoud en reparatie. Door gebruik te maken van lassen of herfabricage zorgen de conventionele reparatietechnieken voor een aanzienlijk tijdsverbruik en hoge algemene productiekosten. De toepassing van 3D-printtechnologie voor metaal kan een snelle productie van componenten en een nauwkeurige reparatie van beschadigde gebieden bewerkstelligen, waardoor de reparatiecyclus effectief wordt verkort en de productiekosten verder worden verlaagd.
De 3D-printtechnologie voor metaal kent echter ook enkele uitdagingen. Hoewel de door de 3D-printtechnologie gegenereerde componenten op dit moment niet al te groot kunnen zijn, moeten de vormprecisie en efficiëntie van grote metalen onderdelen nog steeds worden ontwikkeld. Een verdere beperking van het gebruik ervan in sommige sectoren is de enigszins hoge investering in apparatuur en de kosten van de 3D-printtechnologie voor metaal. Maar met de voortdurende vooruitgang van de technologie en de geleidelijke verlaging van de kosten wordt aangenomen dat deze problemen op de juiste manier zullen worden opgelost.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-automobile-headlight-heat.html