Jedním z prvních průmyslových odvětví, které použilo technologii aditivní výroby (AM) k výrobě lehkých dílů, byl bezpochyby letecký průmysl (optimalizace hmotnosti bez kompromisů v pevnosti). Využití aditivní výroby v leteckém a kosmickém sektoru je v současnosti na vzestupu. Podle průzkumu společnosti Strategic Market Research se očekává, že trh leteckého 3D tisku dosáhne do roku 2023 hodnoty 9,23 miliardy amerických dolarů se složenou roční mírou růstu 20,23 procenta.
Cesty pro kovový 3D tisk v letectví
Jak již bylo řečeno, letecký průmysl již dlouho přijal kovový 3D tisk kvůli jeho mnoha výhodám a tento technologický model po letech růstu dospěl. Letecký a kosmický průmysl jako celek hledá způsoby, jak zvýšit udržitelnost odvětví, a proto se předpokládá, že tato míra přijetí se v nadcházejících letech jen zvýší. Vzhledem k tomu, že v nadcházejících letech bude zapotřebí více inovativních komponent, bude 3D tisk kovů populárnější. Jak letadla postupují směrem k elektrifikaci a alternativním zdrojům energie, jako je vodík, tato éra brzy přijde. Je důležité poznamenat, že pravděpodobně budou nutné úpravy konstrukčního návrhu celého letounu a že jedním z hlavních přínosů toho může být použití aditivní výroby. Tyto technologie, známé pro svou schopnost vytvářet geometrie, které nejsou možné tradičními metodami, umožňují uživatelům maximalizovat konstrukční návrh, výkon a bezpečnost.
Kromě toho jsou k dispozici různé techniky 3D tisku. Stručně řečeno, všechny technologie kovů jsou brány v úvahu při zkoumání různých technologií aditiv kovů používaných v průmyslu. Udržitelný obchodní případ by měl být vždy založen na záměrných úsporách nákladů nebo zvýšení výkonu. Kromě certifikace komponent musí sektor zvážit industrializaci, kde chceme vyrábět více dílů. Zatímco aerostruktury často využívají technologie řízeného nanášení energie (DED) pro jejich rychlé nanášení a schopnosti velkých rozměrů, motory využívají fúzi v práškovém loži pro jejich vysoce přesné obnovovací schopnosti (tj. složité díly).
Aditivní výrobní proces závisí také na materiálech. Použité materiály se také mění v závislosti na podmínkách použití a aplikačních scénářích. Protože lehčí vozidla vyžadují méně paliva, nabízí titan vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, což je pro letectví a kosmonautiku zásadní. Protože mohou fungovat při teplotách blízkých jejich bodu tání, jsou superslitiny na bázi niklu, jako je Inconel, výhodné při vysokých teplotách. Hliník je dobrý tepelný vodič a dobře funguje v aplikacích výměníků tepla. Obecně platí, že materiály, které se často vyrábějí pomocí konvenčních technik pro letecký průmysl, poskytují velké možnosti aditivní výroby.
Jakmile však byla vybrána metoda a látka, má kovový 3D tisk mnoho kreativních aplikací v leteckém průmyslu. Většina komplikovaných konstrukčních dílů pracuje za vysokých teplot, zahrnuje přenos tepla nebo obsahuje průchody pro tekutiny a aditivní tisk je ideální pro výrobu takových dílů pro důležité součásti leteckých motorů, jako jsou výměníky tepla, oběžná kola, spirály atd.
Při správné aplikaci vyniká aditivní výroba, takže zvolená technologie musí odpovídat požadavkům součásti. To je třeba vzít v úvahu již ve fázi plánování projektu, často ještě předtím, než je napsáno jediné slovo. Čím lepší bude vaše hotová součást, tím dříve byste měli přemýšlet o výhodách aditivní výroby. Pokud souhlasíte se všemi omezeními inženýra na začátku fáze návrhu, můžete vidět atraktivní součást, ale byla navržena bez omezení a bez ohledu na výrobní metody.