No vairākiem metāla 3D drukas tehnoloģijas izmantošanas gadījumiem civilās aviācijas lidmašīnu ražošanā vissvarīgākā ir komponentu izgatavošana. Piemēram, Boom Supersonic 2020. gada beigās debitēja ar virsskaņas pasažieru lidmašīnu XB-1, kas spēj lidot ar ātrumu, kas līdzīgs Concorde lidmašīnai. Lielais 3D drukāto komponentu izmantojums šajā lidmašīnā ir viens no galvenajiem faktoriem, kas nozarē pievērš lielu uzmanību. Visa iekārta darbojas ar 21 3D drukātiem titāna sakausējuma komponentiem, kas ražoti, izmantojot Velo3D safīra metāla printerus, un tiek izmantoti dzinējiem un vides kontroles sistēmām. Šī programma ne tikai palielina gaisa kuģu veiktspēju, bet arī krasi saīsina ražošanas ciklu un samazina izdevumus.
Citā gadījumā Airbus sadarbojas ar Stratasys kopš 2013. gada, lai plaši izmantotu polimērmateriālus, lai izveidotu A350XWB lidmašīnu komponentus, tādējādi panākot vienas vienības uzstādīšanu, kurā ir vairāk nekā 500 gabalu. Starp vairākām borta sistēmām šīs daļas aptver kanālus, kabeļu skavas, korpusus un citas konstrukcijas. Turklāt Qatar Airways kabīnes durvju aizkara aizstāšana ar FDM tehnoloģiju un ULTRAM 9085 materiālu A350XWB, kam pašlaik ir lielākais 3D drukātais lidmašīnas komponents ar numuru 1140720240. Lai gan metāla 3D drukas tehnoloģija tiek plaši izmantota Airbus lidmašīnās, tas ir polimēru materiālu pielietojuma gadījums. Liebherr Group, piemēram, izmantojot SLM tehnoloģiju, ražoja 3D drukātus titāna sakausējuma šasijas kronšteinus A350 XWB un titāna sakausējuma integrētos hidrauliskos cauruļvadus Airbus A380.
Dzinēju ražošanā arī metāla 3D drukas tehnoloģija darbojas ļoti labi. Kā Rolls Royce meitasuzņēmums no Spānijas ITP Aero ir izgatavojis jaunu UltraFan, izmantojot 3D drukas tehnoloģijas ® Dzinēja astes gultņa korpuss (TBH) veido vienu no tā primārajām konstrukcijām. Šī daļa savienos lidmašīnu un dzinēju. Izmantojot tikai nelielu daudzumu pulvera un saglabājot 25% materiālu, 3D drukāšana ļauj izveidot detaļas ar sarežģītām ģeometriskām formām, apgalvo ITP Aero. Šī ražošanas metode ne tikai samazina oglekļa emisijas visā ražošanas procesā, bet arī uzlabo komponentu veiktspēju un uzticamību, tādējādi radot labumu videi.
Izmantojot piedevu ražošanas tehnoloģiju, Zviedrijas aviācijas un aizsardzības uzņēmums Saab ir uzsācis savu kaujas lidmašīnu iekšējo daļu ražošanu. Uzņēmums veica pirmo izmēģinājuma lidojumu ar 3D drukātu komponentu - neilona lūku, kas paredzēta, lai izdzīvotu ārējā vidē. Saab arī pēta metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju izmantošanu lidmašīnu ražošanā, īpaši meklējot izturīgākus materiālus un izstrādājot mobilo 3D drukas sistēmu, lai to izmantotu dažādās bāzēs, pat ja tas ir neilona materiāla pielietojums.
Safran grupa, kuras izmēri ir 455x295x805 mm, ir sadarbojušies ar SLM Solutions, lai izveidotu priekšējās šasijas komponentu biznesa reaktīvo lidmašīnu. Tas ir pirmais pasaulē, kas 3D izdrukā tik liela izmēra lidmašīnas sastāvdaļas, izmantojot SLM tehnoloģiju. Šī pētījuma mērķis ir parādīt, ka SLM 3D drukas tehnoloģija var radīt nozīmīgus komponentus ar iespējamību. Parasti trīs kaltas detaļas un piecu asu mehāniskā apstrāde montē tradicionālās šasijas sastāvdaļas. Komponenti ir jāpārbūvē, lai tie atbilstu 3D drukāšanas procesa iezīmēm slāņa pa slānim. Tas ne tikai ietaupa visu ražošanas procesa laiku, bet arī beidzot integrē trīs oriģinālās detaļas vienā, tādējādi samazinot svaru par aptuveni 15%.
28 3D apdrukātās titāna sakausējuma daļas, kas ir attiecīgi piestiprinātas pie iekāpšanas vārtiem, apkopes vārtiem, priekšējās un vidējās aizmugurējās fizelāžas priekšējām un aizmugurējām kravas durvīm, ietver arī vietējās lielās lidmašīnas C919 atklāšanas lidojumu. Šo komponentu ražošana ne tikai uzlabo gaisa kuģu veiktspēju, bet arī ievērojami samazina ražošanas laiku un izdevumus.
Metāla 3D drukas tehnoloģijas izmantošana civilās aviācijas lidmašīnu būvē ir devusi dažādus ieguvumus. Pirmkārt, tas var ātri ražot sarežģītas konstrukcijas sastāvdaļas, tādējādi uzlabojot ražošanas efektivitāti. Tradicionālo komponentu ražošanā tiek izmantots daudz materiālu un nepieciešama sarežģīta apstrāde. Precīzus metāla pulverus var izsmidzināt un izkausēt slāņos, izmantojot 3D drukas tehnoloģiju, slāni pa slāņiem veidojot sarežģītas komponentu arhitektūras, tādējādi samazinot materiālu atkritumus un enerģijas patēriņu.
Otrkārt, komponentu optimālais dizains ir sasniedzams ar metāla 3D drukas tehnoloģijām. Sarežģītas ģeometriskas formas var izgatavot, izmantojot 3D drukas tehnoloģiju, kas ir sarežģīts process tradicionālajās ražošanas tehnikās. Lai palielinātu degvielas iesmidzināšanu, piemēram, izveidojiet mazus kanālus degvielas sprauslas iekšpusē vai izdrukājiet sarežģītas konstrukcijas sadegšanas kamerā, lai palielinātu sadegšanas efektivitāti. Papildus komponentu veiktspējas uzlabošanai šīs uzlabotās konstrukcijas samazina gaisa kuģa degvielas patēriņu un piesārņotājus.
Turklāt, izmantojot metāla 3D drukas tehnoloģiju, ir iespējams viegls dizains. Gaisa kuģu veiktspējas uzlabošana civilās aviācijas gaisa kuģu ražošanā galvenokārt ir atkarīga no vieglā svara. Vieglie komponenti ar sarežģītām formām, kas ražoti, izmantojot 3D drukas tehnoloģiju, ievērojami ietaupa svaru, vienlaikus garantējot izturību. Tas papildus degvielas ekonomijai palielina lidmašīnas nestspēju un lidojuma attālumu.
Tomēr ir arī zināmas grūtības, izmantojot metāla 3D drukas tehnoloģiju civilās aviācijas lidmašīnu ražošanā. Pirmkārt, nedaudz lēnais drukas ātrums ierobežo masveida ražošanas pielietojamību. Lai gan drukāšanas ātrums pakāpeniski kļūst labāks, jo tehnoloģija nepārtraukti attīstās, joprojām ir nepieciešama lielāka optimizācija un uzlabojumi. Otrkārt, būtiska problēma ir arī materiālu izvēles ierobežojums. Lai gan pašlaik 3D drukāšanā plaši tiek izmantoti metāla materiāli, piemēram, titāna sakausējumi un alumīnija sakausējumi, civilās aviācijas gaisa kuģu ražošanas īpašās vajadzības joprojām ir nepieciešami jauni materiāli ar augstu izturību, lielu izturību pret koroziju un augstu karstumizturību.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-additive-manufacturing-of-titanium.html