Tijekom ovogodišnjeg sajma TCT Asia 3D Printing Exhibition i Zhuhai Air Show, "masovna proizvodnja" postala je najnoviji rječnik za opisivanje metalne 3D tehnologije ispisa. "Pružanje više mogućnosti za masovnu proizvodnju zrakoplovnih dijelova" i "za masovnu proizvodnju" ne samo da nas tjera da se zapitamo, razvija li se metalni 3D ispis tako brzo i tako pouzdano?
Razlog zašto vlasnik brenda pravi takav publicitet je taj što postoje pouzdani slučajevi koji podupiru ovu retoriku. Najtipičniji predstavnik je da je GE Aviation proizveo više od 100000 glava mlaznica i primijenio ih na najnaprednijim motorima:
GE9X na Boeingu 777X
LEAP-1A na Airbusu A320 NEO
LEAP-1B nosi Boeing 737MAX
LEAP-1C na kineskom C919
Spaja 20 dijelova izrađenih zavarivanjem u preciznu cjelinu, čime se težina proizvoda smanjuje za 25 posto u odnosu na prethodnu generaciju, povećava trajnost za 5 puta, a isplativost za 30 posto. Njegova složena struktura značajki zahtijeva samo Može se proizvesti postupkom 3D ispisa. Uspjeh ovog slučaja pokazuje da je metalni 3D ispis izvediv za masovnu proizvodnju.
Iako domaći slučajevi masovne proizvodnje metalnog 3D ispisa u području zrakoplovstva nisu objavljeni, tragovi se još uvijek mogu uhvatiti. U najnovijem slučaju primjene Šeste akademije zrakoplovne znanosti i tehnologije, navodi se da su u procesu razvoja i proizvodnje motora s tekućim kisikom i kerozinom s otvorenim ciklusom od 85-tona, "ključne komponente 3D ispisa bile testiran desetke puta u dugotrajnim testovima.procjena". To dokazuje sa strane da je kvaliteta dijelova proizvedenih metalnom 3D tehnologijom ispisa pouzdana i da se može prihvatiti u području zrakoplovstva. Zatim će se opisati čimbenici koji utječu na masovnu proizvodnju u zrakoplovnom i svemirskom sektoru sa stajališta proizvodnje.
1. Konzistentnost proizvoda, ključni faktor za ponovljivu proizvodnju
Realizacija serijske proizvodnje znači da je svaki dio proizveden metalnim 3D printanjem u jednoj seriji ili u više serija potpuno konzistentan u pogledu kvalitete dijela, performansi i točnosti dimenzija, odnosno da je tehnologija postigla ponovljivu kvalitetu izrade. Ovo postavlja stroge zahtjeve za opremu za ispis i standarde procesa.
Ugađanje opreme mora zadovoljiti stroge standarde i biti u mogućnosti postići ponovljivu kvalitetu izrade, kako bi se stvorili osnovni uvjeti za masovnu proizvodnju. Ali ovo je samo sustavan opis, ali uključuje širok raspon, kao što je uklanjanje dima i regulacija protoka zraka u prostoru za oblikovanje tijekom procesa tiskanja, kontrola stabilnosti snage lasera i regulacija energije svakog dijela platforma unutar prihvatljivog raspona, ispis Kontrola sadržaja kisika u komori i naknadna obrada potrebna nakon dovršetka konstrukcije itd., broj senzora koje je potrebno rasporediti može dosegnuti tisuće. GE je također proveo detaljno istraživanje, analizu i transformaciju kupljenih Concept Laser pisača kako bi zadovoljio kapacitete masovne proizvodnje.
2. Dobro obučeni inženjeri su kritični
Za tehnologiju 3D ispisa metala sigurno je potrebno puno stručnog znanja, ali ne zahtijeva višestruku vještinu jedne osobe. Ova tehnologija uključuje mnogo tehničkih detalja, kao što je dizajn za aditivnu proizvodnju, vješt rad i održavanje, razvoj procesa ispisa i kontrolu kvalitete materijala, naknadnu obradu i tako dalje.
Gotovo svi ovi uključeni procesi izravno će utjecati na to je li kvaliteta proizvodnje proizvoda ujednačena. Za dobavljače koji su predani pružanju usluga zrakoplovnoj industriji, talenti u ovim vezama su neophodni, posebno oni koji su dobro obučeni inženjeri. Razvoj inženjera s ovim specijaliziranim vještinama je skup i dugotrajan, ali je neophodan.
3. Troškovi proizvodnje moraju se nastaviti smanjivati
Treba istaknuti da tehnologija 3D ispisa neće biti široko prihvaćena i masovno proizvedena osim ako povrat ulaganja ne premaši druge dostupne proizvodne metode. Čini se da za područje zrakoplovstva trošak nije najvažnija stvar, no trošak ipak utječe na to hoće li se postići masovna proizvodnja.
Visoka cijena samog stroja veliki je problem. Međutim, nakon deset godina gomilanja tehnologije i iteracija istraživanja i razvoja, cijena opreme 3D pisača znatno je pala u usporedbi s prvim danima. Isto tako, postoji dosljedan trend materijalnih troškova. Bez obzira iz perspektive zrele tehnologije ili iz perspektive konkurencije, kontinuirano smanjenje troškova proizvodnje bit će neizbježno.
4. Bit će sve više automatskih prilagodbi i proizvodnje
Minimiziranje ljudske pogreške vrlo je važno za proizvodnju metalnih aditiva. Na primjer, kod podešavanja parametara veličine točke i preklapanja više lasera, prosudba inženjera može biti drugačija. Stoga su neki proizvođači opreme kao što je Farsoon Hi-Tech neovisno razvili "multi-laserski inteligentni kalibracijski sustav" koji u najvećoj mjeri rješava izazov dosljednosti preklapanja više lasera, čineći kvalitetu ispisa i izvedbu ujednačenijim.
Druge pogreške izazvane ljudskim djelovanjem uključuju izravnavanje građevinskih podloga, čišćenje unutarnjih dijelova cjevovoda prahom te uklanjanje potpore i naknadnu obradu. Trenutačni softver i hardver čine te procese pametnijima. Iako je trenutni stupanj automatizacije još uvijek ograničen, vidi se da će to biti trend.
Rezimirati
Prednosti primjene tehnologije proizvodnje metalnih aditiva u području zrakoplovstva uključuju oslobođeni dizajn, visoku iskoristivost materijala, niske troškove proizvodnje i brzu proizvodnju. Nakon što je iskusio rane sumnje, počeo se brzo razvijati.
Metalni 3D ispis nije samo "može se ispisati", izvedba mora zadovoljiti zahtjeve instalacije, masovna proizvodnja mora biti stabilna, učinkovita i dosljedna, troškovi se moraju nastaviti smanjivati, a inovativna sposobnost dizajna i poboljšanja i nadogradnje procesa mora nastaviti poboljšavati. Samo na taj način može postati neizostavan dio proizvodnog opskrbnog lanca, a ovaj nekada "nemainstream" proces može preživjeti u hladnoj zimi.