Blandt de mange anvendelsessager af metal 3D-printteknologi i fremstilling af civile luftfartøjer, er fremstilling af komponenter den vigtigste. For eksempel lancerede Boom Supersonic XB-1 supersonisk passagerfly i slutningen af 2020, der kan flyve med hastigheder svarende til Concorde-flyet. Den store udnyttelse af 3D-printede komponenter i dette fly er en af de vigtigste faktorer, der tiltrækker stor opmærksomhed i sektoren. Den komplette maskine kører på 21 3D-printede titanlegeringskomponenter, alle produceret ved hjælp af Velo3D safirmetalprintere og anvendt på motorer og miljøkontrolsystemer. Dette program øger ikke kun flyets ydeevne, men forkorter også drastisk fremstillingscyklussen og sænker omkostningerne.
I et andet tilfælde har Airbus arbejdet sammen med Stratasys siden 2013 for i vid udstrækning at bruge polymermaterialer til at bygge komponenter på A350XWB-flyene, og dermed opnået en enkelt enhedsinstallation på over 500 dele. Blandt de mange indbyggede systemer, som disse dele dækker, er kanaler, kabelklemmer, kabinetter og andre konstruktioner. Qatar Airways erstatter desuden kabinedørgardinet med FDM-teknologi og ULTRAM 9085-materiale til A350XWB, som i øjeblikket kan prale af den største 3D-printede flykomponent på 1140720240. Mens metal 3D-printteknologi anvendes i vid udstrækning i Airbus-fly, er dette et anvendelsestilfælde af polymermaterialer. Liebherr Group producerede 3D-printede titanlegeringsbeslag til landingsstel til A350 XWB og integrerede hydrauliske rørledninger af titanlegering til Airbus A380 ved hjælp af for eksempel SLM-teknologi.
Inden for motorproduktion klarer metal 3D-printteknologi sig også rigtig flot. Som et Rolls Royce-datterselskab fra Spanien har ITP Aero produceret en ny UltraFan ved hjælp af 3D-printteknologier ® Motorens halelejehus (TBH) udgør en af dens primære konstruktioner. Flyet og motoren vil være forbundet med denne del. Ved at bruge kun en lille mængde pulver og spare 25 % af materialerne giver 3D-print mulighed for at skabe dele med indviklede geometriske former, hævder ITP Aero. Denne fremstillingsteknik sænker ikke kun kulstofemissionerne gennem hele produktionsprocessen, men forbedrer også komponenternes ydeevne og pålidelighed, hvilket gavner miljøet.
Ved hjælp af additiv fremstillingsteknologi er den svenske rumfarts- og forsvarsvirksomhed Saab begyndt at producere indvendige dele til sine kampfly. Virksomheden udførte sin første testflyvning af en 3D-printet komponent - en nylonluge designet til at overleve udendørs miljøer. Saab undersøger også brugen af metal 3D-printteknologi i flyfremstilling, især i jagten på mere holdbare materialer og udvikling af et mobilt 3D-printsystem til at bringe det til forskellige baser, selvom dette er en anvendelse af nylonmateriale.
Safran Group, der måler 455x295x805 mm, er gået sammen med SLM Solutions for at skabe en frontlandingsstelkomponent til et forretningsjetfly. Det er den første i verden til at 3D-printe flykomponenter i så stor størrelse ved hjælp af SLM-teknologi. Denne forskning har til formål at vise, at SLM 3D-printteknologi kan producere betydelige komponenter med gennemførlighed. Normalt samler tre smedede dele og femakset bearbejdning traditionelle landingsstelkomponenter. Komponenterne skal ombygges for at passe til procesegenskaberne ved 3D-print produktion lag for lag. Dette sparer ikke kun hele fremstillingsprocessen tid, men integrerer også endelig de tre originale dele i én, hvilket reducerer vægten med ca. 15%.
28 3D-printede titaniumlegeringsdele, som er fastgjort til henholdsvis boardinggate, servicegate, forreste og bagerste fragtdøre på den forreste og midterste bagerste skrog, omfatter også åbningsflyvning af det store indenlandske fly C919. Produktionen af disse komponenter forbedrer ikke kun flyets ydeevne, men reducerer også produktionstid og -omkostninger betydeligt.
Brug af metal 3D-printteknologi til konstruktion af civile luftfartsfly har givet forskellige fordele. Først og fremmest kan den hurtigt producere indviklede strukturelle komponenter og derved øge produktionseffektiviteten. Konventionel komponentfremstilling bruger mange materialer og kræver sofistikeret forarbejdning. Præcise metalpulvere kan sprøjtes og smeltes i lag ved hjælp af 3D-printteknologi, lag for lag opbygning af komplicerede komponentarkitekturer, hvilket reducerer materialespild og energiforbrug.
For det andet er komponentoptimalt design opnåeligt med metal 3D-printteknologier. Komplekse geometriske former kan fremstilles ved hjælp af 3D-printteknologi, en proces, der er udfordrende i konventionelle produktionsteknikker. For at maksimere brændstofindsprøjtningen kan du for eksempel skabe små kanaler inde i brændstofdysen eller udskrive komplicerede konstruktioner inde i forbrændingskammeret for at øge forbrændingseffektiviteten. Ud over at forbedre komponentens ydeevne, sænker disse forbedrede design flyets brændstofforbrug og forurenende stoffer.
Desuden er letvægtsdesign muligt med metal 3D-printteknologi. Forbedring af flyets ydeevne i fremstillingen af civile luftfartøjer afhænger for det meste af lav vægt. Letvægtskomponenter med indviklede former fremstillet ved hjælp af 3D-printteknologi sparer væsentligt vægt, samtidig med at de garanterer styrke. Dette øger flyets bæreevne og flyvedistance ud over dets brændstoføkonomi.
Ikke desto mindre er der også visse vanskeligheder ved at bruge metal 3D-printteknologi i produktionen af civile luftfartsfly. Først og fremmest begrænser den noget langsomme udskrivningshastighed anvendeligheden af masseproduktion. Selvom udskrivningshastigheden gradvist bliver bedre, efterhånden som teknologien udvikler sig konstant, er der stadig behov for mere optimering og forbedring. For det andet er et afgørende problem også begrænsningen af materialevalg. Selvom metalmaterialer som titanlegeringer og aluminiumslegeringer er blevet brugt i vid udstrækning i 3D-print på nuværende tidspunkt, er der stadig behov for flere nye materialer med høj styrke, stor korrosionsbestandighed og høj varmebestandighed for at opfylde de særlige behov for fremstilling af civil luftfartsfly.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-additive-manufacturing-of-titanium.html