پیش‌بینی می‌شد بازار پرینت سه بعدی در صنعت هوافضا تا سال 2022 بیش از 3 میلیارد دلار رشد کند که عمدتاً به دلیل افزایش تقاضا برای قطعات چاپ سه بعدی سبک وزن برای موتورهای هواپیما است.
به طور کلی، صنعت هوافضا یکی از اولین پذیرندگان فناوری پرینت سه بعدی با استفاده ابتدایی در اواخر دهه 1980 ثبت شد. امروزه نیز هنوز صنعتی به شمار می‌رود که دارای بالاترین میزان استفاده از فناوری های چاپ سه بعدی است.
عواملی مانند تحویل سریعتر قطعات آماده، مقدار تولید نسبتاً کم و توانایی طراحی برای تولید افزایشی (DfAM). مورد دوم به ویژه برای تولید قطعات سبکتر با حفظ استحکام و رفع چالش‌هایی مانند کاهش مصرف سوخت هواپیما با کاهش وزن کلی آن، در نتیجه کاهش هزینههای اجرایی و کاهش انتشار دی اکسید کربن – دو مشکل عمده ایرلاینها. عوامل خارجی که آگنوستیک صنعت هستند، مانند بهینه سازی زنجیره تامین به دلیل تولید غیر متمرکز قطعات در محل مورد نیاز (بر خلاف تولید قطعات مرکزی و حمل و نقل آنها در اطراف)، همچنین تولید افزایشی را برای فعالان صنعت هوافضا جذاب و ارزشمند میکند.
در اینجا چند نمونه از شرکتهای درجه یک که از تولید افزایشی و جالبترین برنامههای آنها در سال 2019 استفاده میکنند ذکر شده است.
بوئینگ
بوئینگ مدت زیادی است که در حال آزمایش چاپ سه بعدی است. چند سال پیش، بوئینگ برای تولید ماهواره به چاپ سه بعدی روی آورد و در سال 2019 اولین آنتن ماهوارهای فلزی چاپ سه بعدی را ایجاد کرد. آنتن برای شرکت اسرائیلی Spacecom ساخته شد که ماهواره AMOS 17 خود را با موفقیت در ماه اوت گذشته پرتاب کرد. بوئینگ با استفاده از تولید افزایشی، توانست چندین قطعه را در مونتاژ بزرگ با یک قطعه چاپ سه بعدی جایگزین کند و وزن آنتن و زمان لازم برای تولید آن را کاهش دهد.
بوئینگ همچنین از تولید افزایشی در تولید بهترین جتهای خود سود میبرد. بوئینگ 777x جدید مجهز به دو موتور GE9X است که بزرگترین موتورهای جت جهان توسط GE Aviation است. علاوه بر نازل سوخت GE، موتور دارای بیش از 300 قطعه چاپ شده باعث کاهش وزن موتور شد و بوئینگ 777x ، با مصرف سوخت 12 درصد و هزینههای عملیاتی 10 درصد کاهش، را به عنوان کارآمدترین جت دو موتوره در جهان تبدیل کرد.
اولین پرواز بوئینگ 777x در 25 ژانویه 2020 با موفقیت انجام شد و سرویس جدید هواپیماها در 2021 آغاز میشود.
ایرباس
ایرباس خیلی دیر به مسابقه تولید افزایشی پیوسته است اما موفق شده است به یکی از جسورترین کاربران تولید افزایشی در صنعت هوافضا تبدیل شود. دو سال و نیم پیش ایرباس اولین قطعه چاپ سه بعدی تیتانیوم را برای یک هواپیمای تولید سری نصب کرد و از آنجایی که اجزای پیچیدهتری با چاپ سه بعدی در هواپیماهای آن نصب شده است.
برای مثال ایرباس A350 XWB ، شامل بیش از 1000 قطعه چاپ سه بعدی است و ایرباس هم اکنون با سوئیس OEM Liebherr-Aerospace همکاری کرده است تا قطعات سری تولید شده بیشتری برای آن را تولید کند، از جمله چاپ دماغه فرود. علاوه بر این، ایرباس قراردادی با Premium Aerotec برای تولید سری قطعات فلزی و کامپوزیت امضا کرد که به درب پلیمر تقویت شده با فیبر کربن تبدیل میشود.
بعدی در برنامههای ایرباس چاپ سه بعدی هواپیماهای بدون سرنشین و اتومبیل های خودران است. Neorizon، سرمایه گذاری جدید ایرباس با Local Motors Industries، یک شرکت نوپای چاپ سه بعدی در سان فرانسیسکو، به ایجاد راه حلهای پویایی و خودمختاری اختصاص داده شده است. آنها در حال حاضر دو نوع مختلف از وسایل نقلیه برقی و فرود عمودی برقی (eVTOL) را توسعه میدهند که اساساً هواپیماهای بدون سرنشین تاکسی طراحی شدهاند که کاملاً مستقل و عاری از نشر هستند.
ناسا و Made In Space
ناسا از تولید افزایشی برای توسعه اکتشافات فضایی به روشهای مختلف استفاده میکند و چندین پروژه هیجان انگیز با همکاری شرکت مستقر در سانفرانسیسکو، Made In Space دارد.
با 7000 پوند قطعات یدکی که سالانه به ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) ارسال میشود، ناسا سعی میکند با استفاده از چاپ سه بعدی بار را کاهش داده و هزینهها را کاهش دهد. ناسا با همکاری Made in Space، قطعات پلیمری سه بعدی مانند یک وسیله برای نگه داشتن مانیتور جریان هوا، یک پوشش سنسور برای مانیتورهای تابش و یک کشنده که دو ماهواره پرواز آزاد را در محیط ISS متصل میکند، دارد.
ناسا و Made in Space در حال حاضر با چاپ سه بعدی در فناوری گرانش صفر با AMF (تسهیلات تولید افزایشی) تجربه کردهاند. اما امسال، چشم انداز تولید خارج از زمین یک قدم جلو رفت، زمانی که ناسا و Made in Space یک بازیافت پلیمر را به ISS راه اندازی کردند. بازیافت با پردازش مواد اولیه مانند پلی اتیلن و تبدیل بسته بندیهای پلاستیکی و زبالهها به مواد اولیه قابل استفاده برای چاپ سه بعدی، پایداری ماموریتهای فضایی طولانی مدت را بهبود میبخشد.
و انتظارات بیشتری وجود دارد – دو شرکت اخیراً قراردادی به ارزش 73.7 میلیون دلار برای چاپ سه بعدی برای توسعه چاپ سه بعدی مداری امضا کردند. Archinaut اولین پلتفرمی است که برای ساخت سازههای بزرگ برای فضا، در فضا طراحی شده است. برنامه این است که بالهای خورشیدی ده متری را بر روی Archinaut One چاپ کرده و تا سال 2022 پرتاب کند.
سخن پایانی
تولید افزایشی فرصتهای امیدوارکنندهای را برای تولید حجم کم هوافضا ارائه میدهد. آنچه قبلاً یک فناوری جدید برای نمونه سازی اولیه بود امروزه به عنوان ابزاری در مقیاس کامل برای تولید قطعات مورد استفاده نهایی مورد استفاده قرار میگیرد.
ما بر این باوریم که صنعت هوا فضا با استفاده از فرآیندهایی مانند طراحی مولد و بهینه سازی توپولوژی برای کاهش وزن – آرزوی دست نیافتنی مهندسی هوانوردی و یکی از بزرگترین چالشها در این صنعت، از تولید افزایشی سود خواهد برد.
ما دقیقاً نمیدانیم که چه زمانی میتوانیم هواپیماها را به طور کامل مجهز به قطعات چاپ سه بعدی ببینیم اما مطمئناً کنجکاو هستیم که ببینیم آینده چه چیزی را برای این صنعت نوآورانه سریع به ارمغان خواهد آورد.
بدون دیدگاه