صنعت هوافضا همیشه در خط مقدم پذیرش فناوری‌های نوین بوده و ساخت افزایشی نیز از این قاعده مستثنا نیست. در واقع، این صنعت جزو اولین حوزه‌هایی بود که از فناوری ساخت افزایشی برای تولید قطعات سبک‌تر، پیچیده‌تر و بهینه‌تر استفاده کرد. امروزه کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا تنها به نمونه‌سازی محدود نمی‌شود؛ بلکه در ساخت قطعات نهایی، ابزارهای تخصصی، و حتی اجزای حیاتی موتورهای جت و بدنه موشک‌ها نیز نقش پررنگی دارد.
با پیشرفت متریال‌ها و کاهش هزینه تجهیزات، بسیاری از شرکت‌های کوچک‌تر نیز توانسته‌اند از این فناوری بهره‌مند شوند. همین دسترسی گسترده‌تر باعث شده تا استفاده از پرینت سه بعدی در صنعت هوا فضا نه تنها سرعت توسعه محصولات را افزایش دهد، بلکه هزینه‌ها را هم به طرز چشمگیری کاهش دهد. در ادامه، نگاهی دقیق‌تر خواهیم داشت به مهم‌ترین زمینه‌هایی که کاربرد پرینتر سه بعدی در هوافضا را به یک مزیت رقابتی تبدیل کرده‌اند.
چرا صنعت هوافضا به پرینت سه‌بعدی نیاز دارد؟
در صنعتی مانند هوافضا که هر گرم وزن اضافه می‌تواند هزینه‌های سوخت را به‌طور چشمگیری افزایش دهد، فناوری‌هایی مثل پرینت سه‌بعدی نه فقط یک مزیت، بلکه یک ضرورت محسوب می‌شوند. استفاده از پرینت سه بعدی در هوافضا به مهندسان این امکان را می‌دهد که قطعات بسیار سبک، با هندسه‌های پیچیده و با حداقل اتلاف مواد تولید کنند؛ چیزی که با روش‌های سنتی اغلب یا غیرممکن است یا بسیار پرهزینه.
گسترش کاربرد پرینت سه بعدی در صنعت هوا فضا موجب شده است که فرآیند طراحی و ساخت قطعات با سرعت بیشتری انجام شود. شرکت‌ها می‌توانند در مدت کوتاهی چندین نمونه اولیه بسازند، آنها را آزمایش کنند و بدون نیاز به قالب‌سازی‌های سنگین، به نسخه نهایی برسند. این یعنی کاهش چشمگیر در زمان توسعه محصول، که در پروژه‌های فضایی و هوایی با بودجه‌های کلان، بسیار ارزشمند است.
از سوی دیگر، کاربرد پرینتر سه بعدی در هوافضا نه تنها باعث کاهش هزینه‌های ساخت می‌شود، بلکه امکان تولید قطعات سفارشی برای مأموریت‌های خاص، طراحی‌های بهینه‌شده برای جریان هوا، و حتی ترکیب چند قطعه در یک ساختار یکپارچه را نیز فراهم می‌کند. این موارد نقش مهمی در افزایش راندمان، کاهش خرابی‌ها و بهبود عملکرد تجهیزات هوافضایی دارند.
کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا
کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا بسیار متنوع‌تر از چیزی است که در نگاه اول به نظر می‌رسد. از قطعات پروازی گرفته تا ابزارهای مونتاژ، این فناوری توانسته فرآیند طراحی و تولید را در صنعت هوافضا متحول کند. در ادامه، نگاهی دقیق‌تر به مهم‌ترین کاربردهای پرینتر سه بعدی در صنعت هوا فضا خواهیم داشت:
یکی از مهم‌ترین کاربردهای پرینتر سه بعدی در هوافضا، تولید قطعاتی است که مستقیماً در هواپیما یا فضاپیما استفاده می‌شوند. این قطعات می‌توانند شامل براکت‌ها، محفظه‌ها، پایه‌ها و حتی اجزای ساختاری پیچیده باشند. مزیت اصلی در اینجاست که می‌توان قطعات سبک‌وزن، مقاوم و با طراحی بهینه را در زمان کوتاه‌تری نسبت به روش‌های سنتی تولید کرد.
سرعت بالا در ساخت نمونه‌های اولیه، یکی از کلیدی‌ترین دلایل استفاده از پرینت سه بعدی در صنعت هوا فضا است. شرکت‌هایی مثل Gravity Industries از این قابلیت برای طراحی و تست سریع موتورهای راکتی استفاده کرده‌اند. در فرآیند طراحی موتورهای جت، آنها توانستند با چاپ رزینی شفاف، احتراق داخل محفظه را مشاهده و تحلیل کنند، بدون نیاز به تولید قطعات فلزی پرهزینه.
شرکت‌هایی مانند Masten Space Systems با بهره‌گیری از پرینت سه‌بعدی توانسته‌اند موتورهای راکتی بسیار پیچیده را طراحی و تولید کنند. در این فرآیند، افزودن ویژگی‌های مهندسی‌شده به ساختار موتور، بدون افزایش چشمگیر هزینه یا زمان ممکن شده است. این یعنی طراحی جسورانه‌تر و عملکرد بهتر، با هزینه کمتر.
در خط تولید هواپیما یا تعمیرات، استفاده از جیک‌ها، فیکسچرها و ابزارهای دقیق بسیار ضروری است. پرینت سه‌بعدی اجازه می‌دهد این ابزارها به‌سرعت، با دقت بالا و با هزینه‌ای کمتر نسبت به ماشین‌کاری سنتی ساخته شوند. شرکت‌هایی مانند A&M Tool and Design از این روش برای ساخت ابزارهای آزمایشی و کاربردی استفاده می‌کنند.
در مأموریت‌های فضایی، کاهش وزن قطعات اهمیت حیاتی دارد. قطعات ماهواره‌ها و فضاپیماها، از براکت‌های نگهدارنده گرفته تا اجزای سیستم پیشران، با کمک فناوری‌هایی مثل DED و EBM ساخته می‌شوند. این قطعات علاوه بر وزن کم، باید تحمل دما و فشار شدید را نیز داشته باشند، که با پرینت فلزی پیشرفته محقق می‌شود.
ردپای کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا حتی در قطعات داخلی و بصری هواپیما مانند دستگیره در کابین یا حتی پنل‌های کنترلی نیز قابل مشاهده است. فرآیندهایی مثل FDM و SLS امکان ساخت قطعات پلاستیکی مقاوم، سبک و زیباشناسانه را فراهم کرده‌اند. همچنین در طراحی مدل‌های بصری برای آزمایش آیرودینامیکی یا نمونه‌سازی طراحی داخلی، از تکنولوژی‌های پیشرفته مثل Material Jetting استفاده می‌شود.
شاید برایتان جالب باشد بدانید که کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا تنها به ساخت قطعات جدید محدود نمی‌شود، بلکه در زمینه تعمیر و نگهداری نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. ساخت ابزارهای اختصاصی برای بازرسی یا تعمیر، تولید قطعات جایگزین کم‌تیراژ، و حتی استفاده از قطعات موقت (Surrogate Parts) برای آموزش یا آماده‌سازی مونتاژ، همه با پرینت سه‌بعدی سریع‌تر، ارزان‌تر و مؤثرتر شده‌اند.
مزایای استفاده از پرینت سه بعدی در صنعت هوافضا
گسترش کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا تحولی چشمگیر در این صنعت ایجاد کرده و مزایای متعددی را در طراحی، ساخت و نگهداری قطعات به همراه دارد. در ادامه به مهم‌ترین مزایای استفاده از پرینت سه بعدی در صنعت هوافضا می‌پردازیم:
یکی از بزرگ‌ترین مزایای کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا، امکان تولید قطعات سبک‌تر با حفظ استحکام مورد نیاز است. با جایگزینی قطعات فلزی با پلیمرها یا طراحی‌های بهینه‌شده، وزن کلی هواپیما کاهش یافته و در نتیجه مصرف سوخت کمتر و عملکرد پروازی بهتری حاصل می‌شود.
تولید قطعات با استفاده از روش‌های سنتی، معمولاً فرآیندی زمان‌بر، پرهزینه و همراه با ضایعات زیاد است. در مقابل، گسترش کاربرد پرینتر سه بعدی در هوافضا نیاز به قالب‌سازی و مونتاژ چندقطعه‌ای را کاهش داده و قطعات را در یک مرحله چاپ می‌کند. این موضوع نه تنها زمان تولید را کوتاه می‌کند بلکه هزینه کلی ساخت را نیز کاهش می‌دهد.
طراحان در صنعت هوافضا اغلب با محدودیت‌های ساخت سنتی مواجه‌اند، اما پرینت سه‌بعدی امکان خلق هندسه‌های پیچیده مانند کانال‌های داخلی خنک‌کننده، دیواره‌های نازک، یا سازه‌های مشبک سبک‌وزن را فراهم می‌کند. این آزادی طراحی به مهندسان اجازه می‌دهد تا قطعات را بر اساس اصول بهینه‌سازی توپولوژیک طراحی کنند و چندین عملکرد را در یک قطعه یکپارچه سازند.
با استفاده از پرینتر سه بعدی، مهندسان می‌توانند ایده‌های خود را در مدت زمان کوتاهی به نمونه‌های واقعی تبدیل کرده و آنها را آزمایش کنند. این چرخه سریع طراحی و نمونه‌سازی منجر به تسریع توسعه محصولات جدید و کاهش زمان ورود به بازار می‌شود.
در صنعت هوافضا، نگهداری موجودی انبوه از قطعات یدکی گران و غیرعملی است. پرینت سه‌بعدی این امکان را می‌دهد که قطعات خاص و سفارشی بر اساس نیاز، به‌صورت آنی تولید شوند و زمان توقف هواپیما به حداقل برسد.
از دیگر مزایای کاربرد پرینت سه بعدی در هوافضا این است که این تکنولوژی با امکان ترکیب چند قطعه در یک طراحی یکپارچه، نیاز به مونتاژ کاهش می‌دهد که این موضوع ضمن صرفه‌جویی در زمان و هزینه، احتمال خطا یا خرابی قطعات را نیز پایین می‌آورد.
برخلاف روش‌های سنتی که همراه با تراشیدن و دور ریختن مواد هستند، در پرینت سه‌بعدی تنها همان مقدار ماده‌ای که برای تولید قطعه نیاز است استفاده می‌شود. این امر میزان ضایعات را کاهش داده و فرآیند تولید را از نظر زیست‌محیطی پایدارتر می‌سازد.
مواد مورد استفاده در چاپ سه‌بعدی برای هوافضا
در صنعت هوافضا، انتخاب مواد اولیه برای چاپ سه‌بعدی اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا قطعات تولیدی باید نه تنها سبک و دقیق، بلکه مقاوم در برابر شرایط سخت محیطی مانند دمای بالا، فشار، خوردگی و ارتعاش نیز باشند. به همین دلیل، طیف متنوعی از مواد در این صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد که هر کدام بسته به نوع کاربرد، مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند. در ادامه، با مهم‌ترین مواد مورد استفاده در چاپ سه‌بعدی برای صنعت هوافضا آشنا می‌شوید:
پلیمرها از جمله مواد رایج در صنعت هوافضا هستند که به دلیل ویژگی‌هایی همچون وزن کم، استحکام مناسب و قابلیت ساخت قطعات دقیق، استفاده می‌شوند. برخی از این پلیمرها عبارتند از:
نایلون پر شده با الیاف شیشه (Glass-Filled Nylon): این ماده به دلیل ویژگی‌های مکانیکی فوق‌العاده‌ای که دارد، برای قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر حرارت و فشار دارند، مناسب است. معمولاً در فرآیند SLS استفاده می‌شود و در ساخت قطعاتی مانند قاب نازل آسفالت و محفظه موتور کاربرد دارد.
نایلون 12: این ماده انعطاف‌پذیر و سبک است و برای ساخت مجاری هوا و داکت‌های انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود. معمولاً در فرآیند SLS چاپ می‌شود و به دلیل قابلیت خم شدن، برای قطعاتی که نیاز به حرکت و انعطاف دارند مناسب است.
رزین استاندارد: این رزین‌ها در فرآیند SLA برای تولید قطعات با سطح صاف و دقیق به کار می‌روند. قطعات بزرگ مانند پشتی صندلی‌ها و درهای ورودی به خوبی با این مواد ساخته می‌شوند.
در ساخت قطعاتی که نیاز به استحکام بسیار بالا و مقاومت در برابر دما و فشار دارند، استفاده از فلزات اهمیت زیادی پیدا می‌کند. برخی از فلزات پرکاربرد در صنعت هوافضا عبارتند از:
تیتانیوم و آلومینیوم: این فلزات در فرآیندهای DMLS و SLM چاپ می‌شوند و به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند استحکام بالا، وزن کم و مقاومت به خوردگی، در اجزای موتور جت، تعلیق‌ها و قطعات ساختاری به کار می‌روند. قطعات فلزی یکپارچه و سبک که نیاز به استحکام بالا دارند، معمولاً از این فلزات ساخته می‌شوند.
Inconel®: این آلیاژ نیکل-کروم برای مقاومت در برابر دمای بسیار بالا و شرایط سخت طراحی شده است. در صنعت هوافضا، از Inconel برای ساخت قطعات موتور جت مانند نازل‌های سوخت استفاده می‌شود. این ماده به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و تغییر شکل در دماهای بالا، بسیار مناسب است.
کامپوزیت‌ها مواد ترکیبی هستند که از دو یا چند ماده مختلف ساخته می‌شوند که ویژگی‌های هرکدام مکمل یکدیگر است. در صنعت هوافضا، کامپوزیت‌ها به دلیل ترکیب خواص عالی مواد مختلف، کاربرد زیادی دارند:
فیبر کربن: این ماده به دلیل استحکام بالا و وزن کم، برای ساخت قطعات ساختاری هواپیما مناسب است. فیبر کربن، همانند فلزات، می‌تواند در ساختارهای اصلی هواپیما ادغام شود تا عملکرد بهتری ارائه دهد. با وجود این، تولید فیبر کربن گران و پیچیده است.
رزین‌های کامپوزیتی: این رزین‌ها معمولاً در فرآیندهای SLA و SLS استفاده می‌شوند و برای ساخت قطعاتی با ویژگی‌های خاص مانند استحکام بالا و وزن کم در صنعت هوافضا مناسب هستند. این مواد می‌توانند در بخش‌های مختلفی از هواپیما، مانند قاب‌ها و ساختارها، استفاده شوند.
برای تولید قطعات فلزی از طریق ریخته‌گری، از مواد ریخته‌گری خاص استفاده می‌شود. این مواد به عنوان الگو برای فرآیند ریخته‌گری فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرند:
رزین‌های موم یا ریخته‌گری معمولاً در فرآیند SLA یا Material Jetting چاپ می‌شوند و به عنوان الگوهای دقیق برای تولید قطعات فلزی مانند براکت‌ها و دستگیره‌های در استفاده می‌شوند. این قطعات سپس با استفاده از ریخته‌گری فلزی به تولید قطعات فلزی نهایی تبدیل می‌شوند.
سرامیک‌ها به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت بالا در برابر دما، خوردگی و سایش، در صنعت هوافضا کاربرد دارند. سرامیک‌ها به طور خاص در بخش‌هایی که نیاز به مقاومت حرارتی بالا دارند، استفاده می‌شوند.
این نوع سرامیک‌ها در صنعت هوافضا برای ساخت قطعاتی مانند آینه‌های ماهواره‌ای استفاده می‌شوند. سرامیک‌ها به دلیل سختی بالا، شکننده هستند اما در کاربردهای خاص فضایی که نیاز به کاهش وزن و افزایش استحکام دارند، بسیار مفید هستند.
Digital ABS: این ماده برای تولید قطعات سخت مانند رابط‌های داشبورد که نیاز به دقت بالا و استحکام در برابر ضربه دارند، استفاده می‌شود. چاپ با مواد جت زدن به این مواد اجازه می‌دهد تا در تولید قطعات دقیق و سفارشی کاربرد داشته باشند.
رزین شفاف: برای ساخت نمونه‌های اولیه قطعات شفاف مانند چراغ‌های جلو و قطعات دیگر که نیاز به شفافیت بالا و جزئیات دقیق دارند، از رزین‌های شفاف استفاده می‌شود. این رزین‌ها در فرآیندهای Material Jetting و SLA چاپ می‌شوند.
چالش‌ها و محدودیت‌های استفاده از پرینت سه‌بعدی در هوافضا
با وجود پتانسیل‌های عظیم پرینت سه‌بعدی در صنعت هوافضا، استفاده از این فناوری با چالش‌ها و محدودیت‌های قابل توجهی همراه است که بر روند پذیرش و استفاده گسترده آن تأثیرگذار هستند. در این بخش، به بررسی برخی از این چالش‌ها و راه‌حل‌های در حال توسعه برای غلبه بر آنها پرداخته‌ایم.
فلزات رایج به خوبی با فناوری پرینت سه‌بعدی سازگار هستند، اما هنوز تعداد زیادی از آلیاژها و ترکیب‌های شیمیایی وجود دارند که قابلیت استفاده در این فرآیند را ندارند. این محدودیت به ویژه در صنایع پیچیده‌ای مانند هوافضا که نیاز به مواد با ویژگی‌های خاص دارند، مانع بزرگی به شمار می‌آید. برای حل این مشکل، تحقیقات در حال انجام است تا مواد جدیدی توسعه داده شوند که خصوصیات مطلوبی مانند مقاومت بالا، انعطاف‌پذیری و سبک بودن را داشته باشند.
صنعت هوافضا به دلیل تمرکز بر ایمنی، نیازمند تأسیس گواهینامه‌ها و تأییدیه‌های گسترده برای استفاده از مواد و فرآیندهای جدید است. این فرآیند تأسیس گواهینامه‌ها می‌تواند زمان‌بر و پرهزینه باشد. به منظور تسهیل این فرایند، برخی از تولیدکنندگان به همکاری نزدیک با نهادهای نظارتی و استانداردسازی پرداخته‌اند تا روش‌های سریع‌تر و کارآمدتری برای تایید قطعات تولید شده با پرینت سه‌بعدی ایجاد کنند.
با اینکه کاربرد پرینت سه بعدی در صنعت هوافضا در حال گسترش است، هنوز بسیاری از شرکت‌ها با این فناوری آشنایی کافی ندارند و ترجیح می‌دهند از روش‌های سنتی تولید استفاده کنند. پیچیدگی و استانداردهای سختگیرانه در تولید قطعات هوافضایی، باعث می‌شود که تغییر از روش‌های قدیمی به روش‌های جدید با ریسک همراه باشد و برخی از شرکت‌ها ترجیح می‌دهند که همچنان از روش‌های آزمایش‌شده استفاده کنند.
یکی دیگر از محدودیت‌های پرینت سه‌بعدی در صنعت هوافضا، ظرفیت تولید قطعات به صورت انبوه است. اگرچه این فناوری می‌تواند در تولید قطعات کوچک و پیچیده به صورت سریع و مقرون به صرفه کار کند، اما برای تولید قطعات در مقیاس بالا، محدودیت‌هایی در سرعت و هزینه وجود دارد. تولیدکنندگان در حال سرمایه‌گذاری در سیستم‌های پرینت سه‌بعدی بزرگتر و بهبود روش‌های اتوماسیون هستند تا فرآیندهای تولید را بهینه کنند.
یکی از مشکلات اساسی دیگر، کیفیت متغیر قطعات تولید شده است. پرینترهای سه‌بعدی نمی‌توانند همیشه نتایج کاملاً بی‌عیب و نقص ارائه دهند. میزان شکست فرآیند و کیفیت سطح قطعات به عوامل مختلفی از جمله نوع دستگاه، ماده استفاده‌شده، مهارت اپراتور و طراح بستگی دارد. در واقع، دستیابی به کیفیت مطلوب نیازمند هماهنگی دقیق بین این عوامل است. این مشکلات به ویژه در قطعاتی که نیاز به دقت بسیار بالا دارند، می‌تواند محدودکننده باشد. با پیشرفت فناوری، کیفیت و دقت پرینت‌های سه‌بعدی بهبود خواهد یافت، اما در حال حاضر هنوز نیاز به بررسی‌های دقیق و انجام فرآیندهای پس‌پردازش برای رسیدن به کیفیت مطلوب وجود دارد. بنابراین، استفاده از خدمات پرینت سه بعدی با تجهیزات پیشرفته و اپراتورهای ماهر می‌تواند به شما کمک کند تا از قطعات با کیفیت بالا و دقت مورد نظر بهره‌مند شوید.
به منظور اطمینان از کیفیت و استحکام قطعات پرینت شده، نیاز به انجام آزمایش‌های غیرمخرب (NDT) مانند CT اسکن و بازرسی اولتراسونیک وجود دارد. این روش‌ها برای شناسایی نقص‌ها و ایرادات داخلی قطعات استفاده می‌شوند. همچنین استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ در محل برای نظارت بر فرآیند چاپ در زمان واقعی، امکان تشخیص و اصلاح هرگونه انحراف یا نقص را به سرعت فراهم می‌آورد.
نمونه‌هایی از شرکت‌های فعال در زمینه پرینت سه‌بعدی در صنعت هوافضا
در صنعت هوافضا، تعدادی از شرکت‌های پیشرو به طور فعال از فناوری پرینت سه‌بعدی برای تولید قطعات پیچیده، کاهش هزینه‌ها و بهبود سرعت تولید استفاده می‌کنند. این شرکت‌ها با بهره‌گیری از مزایای فناوری چاپ سه‌بعدی توانسته‌اند به‌طور چشمگیری فرآیندهای تولید را بهینه‌سازی کنند و به توسعه ابزارها و فناوری‌هایی بپردازند که در نهایت موجب ارتقاء کارایی و ایمنی در صنعت هوافضا می‌شود. در این بخش، به معرفی برخی از این شرکت‌های برجسته می‌پردازیم که در حال حاضر از پرینت سه‌بعدی برای تولید قطعات و توسعه فناوری‌های جدید در این صنعت استفاده می‌کنند.
Boeing در سال 2019 اولین آنتن ماهواره‌ای فلزی چاپ‌شده سه‌بعدی جهان را معرفی کرد. این شرکت از آن زمان به طور گسترده‌ای به آزمایش و استفاده از پرینت سه‌بعدی پرداخته است. این آنتن به سفارش شرکت Spacecom، یک شرکت اسرائیلی که اخیراً ماهواره AMOS 17 را به فضا پرتاب کرده است، طراحی شد. با استفاده از فناوری پرینت سه‌بعدی، Boeing توانست بسیاری از قطعات یک ساختار بزرگ را با یک قطعه پرینت‌شده سه‌بعدی جایگزین کند و این امر باعث کاهش وزن و ساعات کاری لازم برای ساخت آنتن شد.
Airbus برای تولید و تعمیر قطعات مختلف هواپیما از فناوری پرینت سه‌بعدی به مدت چندین سال استفاده کرده است. این شرکت به تایید فناوری‌های شرکت‌های Materialise و EOS پرداخته است و آنها را برای استفاده از فناوری انتخابی لیزر سینترینگ (SLS) به منظور تولید قطعات گواهی‌شده تایید کرده است. این قطعات بر روی پرینتر سه‌بعدی EOS P 770 ساخته می‌شوند و از مواد PA 2241 FR و پلی‌آمید مقاوم در برابر آتش EOS تولید خواهند شد. Airbus با استفاده از این روش جدید، همچنین موفق به کاهش 15 درصدی وزن پنل‌های بیوال الهام‌گرفته از طبیعت شده است و توانسته است ساختارهای داخلی پیچیده مانند شبکه‌های لانه‌زنبوری را بدون هزینه‌های اضافی تولید ایجاد کند.
NASA در همکاری با استارتاپ Made In Space مستقر در سانفرانسیسکو، در پروژه‌های جالبی از فناوری پرینت سه‌بعدی برای پیشبرد اکتشافات فضایی مشارکت کرده است. از آنجا که بسیاری از قطعات مورد نیاز برای ماموریت‌های فضایی از آلومینیوم، تیتانیوم یا فولاد ساخته می‌شوند، NASA در حال همکاری با کارآفرینان کوچک برای توسعه فناوری‌های پرینت فلزی برای ایستگاه فضایی بین‌المللی است. در این پروژه‌ها، فرآیند پرینت سه‌بعدی فلزی، که در آن پودر فلزی با استفاده از لیزر ذوب و به هم فشرده می‌شود، به عنوان روش اصلی انتخابی برای پرینت قطعات در فضا در نظر گرفته شده است. این روش به دلیل ویژگی‌های خاص خود از جمله استفاده از لیزر برای ذوب انتخابی پودر فلزی، با وجود چالش‌هایی مانند مصرف انرژی زیاد و مشکلات مربوط به میکروگراویتی، در پروژه‌های فضایی استفاده می‌شود.
بهترین پرینترهای سه‌بعدی مورد استفاده در صنعت هوافضا
پرینترهای سه بعدی صنعت هوافضا به طور خاص برای تولید قطعات حساس و پیچیده‌ای که باید در شرایط سخت کار کنند، طراحی شده‌اند. در اینجا، به معرفی برخی از بهترین پرینترهای سه‌بعدی که در صنعت هوافضا کاربرد دارند، می‌پردازیم:
پرینتر F900 از فناوری FDM (Fused Deposition Modeling) استفاده می‌کند و برای تولید قطعات بزرگ و پیچیده با دقت بالا در صنعت هوافضا طراحی شده است. این پرینتر قادر است از انواع مختلف مواد استفاده کند و دقت و استحکام بالایی را در تولید قطعات ارائه دهد. ویژگی‌های برجسته این پرینتر شامل حجم ساخت بزرگ، تکرارپذیری بالا و تولید قطعات با کیفیت پایدار در طول زمان است.
مزایا:
- قابلیت استفاده از مواد مختلف
- تولید قطعات با دقت و کیفیت بالا
- حجم ساخت بزرگ برای قطعات پیچیده
محدودیت‌ها:
- مناسب برای تولید قطعات بزرگ و با حجم کم
پرینتر FX20 با استفاده از فناوری FFF (Fused Filament Fabrication) و تقویت مواد با الیاف کربن، برای تولید قطعات سبک و مقاوم در برابر شرایط سخت هوافضا طراحی شده است. این پرینتر توانایی تولید قطعات با استحکام بالا و مقاومت در برابر دماهای بالا را دارد و برای پروژه‌هایی که نیاز به قطعات با عملکرد مکانیکی بالا دارند، ایده‌آل است.
مزایا:
- تقویت قطعات با الیاف کربن برای استحکام بالا
- قابلیت استفاده از مواد ویژه مانند ULTEM™
- مناسب برای تولید قطعات مقاوم در برابر دماهای بالا
محدودیت‌ها:
- محدودیت در تولید قطعات با اندازه بزرگ
پرینتر INDUSTRY F421 با فناوری FFF و سیستم‌های ایمنی پیشرفته برای تولید قطعات دقیق و مقاوم در صنعت هوافضا طراحی شده است. این پرینتر با داشتن اتاق چاپ گرم و سیستم تهویه هوشمند، قادر به تولید قطعات با دقت و کیفیت بالا است. این ویژگی‌ها آن را به گزینه‌ای مناسب برای تولید قطعات در مقیاس صنعتی تبدیل کرده است.
مزایا:
- سیستم ایمنی پیشرفته
- تولید قطعات دقیق با دقت بالا
- مناسب برای استفاده در مقیاس صنعتی
محدودیت‌ها:
- برای تولید قطعات کوچک و پیچیده مناسب‌تر است
این پرینتر از فناوری DMP (Direct Metal Printing) استفاده می‌کند و توانایی تولید قطعات فلزی با دقت و خواص مکانیکی عالی را دارد. ProX DMP 320 برای تولید قطعات پیچیده فلزی که نیاز به دقت بالایی دارند، مانند قطعات موتورهای هواپیما، بسیار مناسب است. این پرینتر توانایی استفاده از آلیاژهای فلزی خاص و تولید قطعات با کیفیت بالا را دارد.
مزایا:
- تولید قطعات فلزی با خواص مکانیکی عالی
- مناسب برای قطعات پیچیده هوافضا
- قابلیت استفاده از آلیاژهای فلزی پیشرفته
محدودیت‌ها:
- قیمت بالا
- محدودیت در تولید قطعات بزرگ
این پرینتر با استفاده از فناوری FFF و قابلیت استفاده از مواد پیشرفته مانند PEEK و ULTEM™، برای تولید قطعات مقاوم در برابر حرارت و فشار در صنعت هوافضا طراحی شده است. ویژگی‌های برجسته این پرینتر شامل دقت بالا، قابلیت تولید قطعات با هندسه‌های پیچیده و مقاومت در برابر شرایط سخت است.
مزایا:
- قابلیت استفاده از مواد مقاوم در برابر دماهای بالا
- دقت بالا در تولید قطعات پیچیده
- مناسب برای قطعاتی که نیاز به مقاومت بالا در شرایط سخت دارند
- محدودیت‌ها:
- محدودیت در سرعت تولید قطعات