Blant de mange brukssakene av metall 3D-utskriftsteknologi i produksjon av sivile luftfartøyer, er fabrikasjon av komponenter den viktigste. For eksempel debuterte Boom Supersonic XB-1 supersonisk passasjerfly mot slutten av 2020 som kan fly med hastigheter som ligner på Concorde-flyet. Den store utnyttelsen av 3D-printede komponenter av dette flyet er en av hovedfaktorene som trekker mye oppmerksomhet i sektoren. Den komplette maskinen kjører på 21 3D-trykte titanlegeringskomponenter, alle produsert med Velo3D safirmetallskrivere og brukt på motorer og miljøkontrollsystemer. Dette programmet øker ikke bare flyytelsen, men forkorter også produksjonssyklusen drastisk og reduserer kostnadene.
I et annet tilfelle har Airbus jobbet med Stratasys siden 2013 for å bruke polymermaterialer i stor utstrekning for å bygge komponenter på A350XWB-flyene, og dermed oppnå en enkelt enhetsinstallasjon på over 500 deler. Blant de mange innebygde systemene som disse delene dekker, er kanaler, kabelklemmer, kabinetter og andre konstruksjoner. Qatar Airways erstatter dessuten kabindørgardinen med FDM-teknologi og ULTRAM 9085-materiale for A350XWB, som for tiden har den største 3D-printede flykomponenten på 1140720240. Mens 3D-utskriftsteknologi av metall er mye brukt i Airbus-fly, er dette et brukstilfelle for polymermaterialer. Liebherr Group produserte 3D-trykte landingsutstyrsbraketter i titanlegering for A350 XWB og integrerte hydrauliske rørledninger av titanlegering for Airbus A380 ved bruk av for eksempel SLM-teknologi.
I motorproduksjon fungerer også 3D-utskriftsteknologi av metall veldig bra. Som et Rolls Royce-datterselskap fra Spania har ITP Aero produsert en ny UltraFan ved bruk av 3D-utskriftsteknologi ® Motorens halelagerhus (TBH) utgjør en av dens primære konstruksjoner. Flyet og motoren kobles sammen med denne delen. Ved å bruke bare en liten mengde pulver og spare 25 % av materialene, lar 3D-utskrift en lage deler med intrikate geometriske former, hevder ITP Aero. Denne produksjonsteknikken reduserer ikke bare karbonutslipp gjennom hele produksjonsprosessen, men forbedrer også komponentytelsen og påliteligheten, og er derfor til fordel for miljøet.
Ved å bruke additiv produksjonsteknologi har det svenske romfarts- og forsvarsselskapet Saab begynt å produsere interiørdeler til jagerflyene sine. Bedriften utførte sin første testflyvning av en 3D-trykt komponent - en nylonluke designet for å overleve utenfor miljøer. Saab undersøker også bruken av 3D-utskriftsteknologi av metall i flyproduksjon, spesielt på jakt etter mer holdbare materialer og utvikling av et mobilt 3D-utskriftssystem for å bringe det til ulike baser, selv om dette er et bruk av nylonmateriale.
Safran Group, som måler 455x295x805 mm, har gått sammen med SLM Solutions for å lage en frontlandingsutstyrskomponent for et forretningsjetfly. Det er den første i verden som 3D-printer flykomponenter i så stor størrelse ved hjelp av SLM-teknologi. Denne forskningen har som mål å vise at SLM 3D-utskriftsteknologi kan produsere betydelige komponenter med gjennomførbarhet. Vanligvis setter tre smidde deler og femakset maskinering sammen tradisjonelle landingsutstyrskomponenter. Komponentene må bygges om for å passe til prosesstrekkene til 3D-printing lag for lag produksjon. Dette sparer ikke bare tid for hele produksjonsprosessen, men integrerer også til slutt de tre originale delene i én, og reduserer derfor vekten med omtrent 15 %.
28 3D-trykte titanlegeringsdeler, som er festet til henholdsvis ombordstigningsporten, serviceporten, fremre og bakre lastdører på den fremre og midtre bakre flykroppen, inkluderer også førstegangsflyging av det innenlandske store flyet C919. Produksjonen av disse komponentene forbedrer ikke bare flyytelsen, men reduserer også produksjonstid og -kostnader betydelig.
Bruk av metall 3D-utskriftsteknologi i konstruksjonen av sivile luftfartsfly har gitt ulike fordeler. Først av alt kan den raskt produsere intrikate strukturelle komponenter, og dermed forbedre produksjonseffektiviteten. Konvensjonell komponentproduksjon bruker mange materialer og krever sofistikert prosessering. Nøyaktig metallpulver kan sprayes og smeltes til lag ved hjelp av 3D-utskriftsteknologi, lag for lag bygging av kompliserte komponentarkitekturer, og reduserer derfor materialavfall og energiforbruk.
For det andre er komponentoptimal design oppnåelig med 3D-utskriftsteknologier av metall. Komplekse geometriske former kan produseres ved hjelp av 3D-utskriftsteknologi, en prosess som er utfordrende i konvensjonelle produksjonsteknikker. For å maksimere drivstoffinnsprøytningen, for eksempel, lag små kanaler inne i drivstoffmunnstykket, eller skriv ut intrikate konstruksjoner inne i forbrenningskammeret for å øke forbrenningseffektiviteten. Bortsett fra å forbedre komponentytelsen, reduserer disse forbedrede designene flyets drivstofforbruk og forurensninger.
Dessuten er lett design mulig med 3D-utskriftsteknologi av metall. Forbedring av flyytelse i produksjon av sivile fly avhenger hovedsakelig av lav vekt. Lette komponenter med intrikate former produsert ved hjelp av 3D-utskriftsteknologi sparer betydelig vekt samtidig som de garanterer styrke. Dette øker flyets bæreevne og flyavstand i tillegg til drivstofføkonomien.
Ikke desto mindre er det også visse vanskeligheter med å bruke metall 3D-utskriftsteknologi i produksjonen av sivile luftfartsfly. For det første begrenser den noe langsomme utskriftshastigheten anvendeligheten til masseproduksjon. Selv om utskriftshastigheten gradvis blir bedre ettersom teknologien utvikler seg konstant, er det fortsatt behov for mer optimalisering og forbedring. For det andre er et avgjørende problem også begrensning av materialvalg. Selv om metallmaterialer som titanlegeringer og aluminiumslegeringer har blitt mye brukt i 3D-utskrift for tiden, er det fortsatt behov for flere nye materialer med høy styrke, stor korrosjonsbestandighet og høy varmebestandighet for å oppfylle de spesielle behovene til produksjon av sivil luftfartsfly.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-additive-manufacturing-of-titanium.html