1 Situation des Energieverbrauchs bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtkomponenten
Mehrere Zusammenhänge, darunter Rohstoffproduktion, Komponentenverarbeitung, Transport und Start, bilden im Wesentlichen den Energieverbrauch im Herstellungsprozess von Luftfahrtteilen ab. Erstens erfordert die Herstellung von Rohstoffen – insbesondere von Hochleistungslegierungen – einen hohen Energieaufwand. Zweitens wird auch bei den Bearbeitungsvorgängen von Bauteilen, einschließlich Schneiden, Schleifen, Wärmebehandlung usw., viel elektrische und thermische Energie benötigt. Darüber hinaus sind die Transit- und Startphasen von Luft- und Raumfahrzeugen, einschließlich des Treibstoffverbrauchs, entscheidende Elemente des Energieverbrauchs Energie, die für Raketenstarts benötigt wird. Nicht zuletzt hängt auch die Betriebsphase von Satelliten – einschließlich Wartung, Kommunikation und anderer Operationen – von einer konstanten Energieversorgung ab.
Dieser Energieverbrauch verschärft die Umweltbelastung und erhöht die Industriekosten. Traditionelle Produktionstechniken verursachen oft erhebliche Mengen an Müll und Emissionen und haben erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt. Daher ist die Frage, mit der die Branche derzeit konfrontiert ist, die Frage, wie die Umweltverschmutzung und der Energieverbrauch gesenkt und gleichzeitig die Qualität der Luft- und Raumfahrtteile aufrechterhalten werden kann.
2 Einsatz der Metall-3D-Drucktechnologie bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtkomponenten
Vor allem dank seiner besonderen Vorteile wird die Metall-3D-Drucktechnologie – eine fortschrittliche additive Fertigungstechnik – in großem Umfang bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Durch das schichtweise Stapeln von Metallpulvern oder Drähten kann die Metall-3D-Drucktechnologie direkt Gegenstände mit komplizierten geometrischen Designs und hohen Leistungsanforderungen herstellen, ohne dass herkömmliche Formen und Beschläge verwendet werden müssen.
Die Metall-3D-Drucktechnologie kann eine Leichtbaukonstruktion von Bauteilen ermöglichen, indem sie die Struktur der Teile optimiert und so den unnötigen Materialverbrauch und damit das Teilegewicht und den Energieverbrauch senkt. Durch die Metall-3D-Drucktechnologie können beispielsweise wichtige Teile wie Triebwerksblätter und Flügelstützen an Flugzeugen komplizierter geformt und leichter gemacht werden, wodurch die Flugeffizienz und der Treibstoffverbrauch gesteigert werden.
Die Metall-3D-Drucktechnologie reduziert Materialverschwendung und Bearbeitungsspielraum, indem die Artikel schichtweise gestapelt werden und so eine nahezu vollständige Form ermöglicht wird. Die Metall-3D-Drucktechnologie kann den Rohstoffverbrauch und die Herstellungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungstechniken durch einen höheren Materialverbrauch erheblich senken.
Mit der Metall-3D-Drucktechnologie können schnell Teile mit komplizierten geometrischen Formen hergestellt werden, ohne dass herkömmliche Formen und Werkzeugvorbereitungen erforderlich sind, wodurch der Produktionszyklus verkürzt und die Produktionseffizienz gesteigert wird. Für die Luftfahrtbranche ist eine schnelle Reaktion und maßgeschneiderte Produktion von entscheidender Bedeutung.
Hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften – wie hohe Festigkeit, große Zähigkeit, große Korrosionsbeständigkeit usw. – können durch Metall-3D-Drucktechnologie auf Teilen erzeugt werden. Von Triebwerkskomponenten über Wärmetauscher bis hin zu Strukturbauteilen finden diese Hochleistungsartikel vielfältige Verwendung in der Flugzeugindustrie. Die Möglichkeiten der Metall-3D-Drucktechnologie bei geringerem Energieverbrauch
Neben der Steigerung der Produktionseffizienz und der Teilequalität bietet die Metall-3D-Drucktechnologie großes Potenzial zur Reduzierung des Energieverbrauchs und der Umweltbelastung bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtkomponenten.
Die Metall-3D-Drucktechnologie kann dazu beitragen, die Bauteilstruktur zu optimieren und so unnötigen Materialverbrauch und damit Teilegewicht und Energieverbrauch zu minimieren. Kompliziertere Formen und geringere Gewichte, die durch Metall-3D-Drucktechnologien ermöglicht werden, tragen beispielsweise dazu bei, dass Flugtriebwerksschaufeln die Flugeffizienz und den Treibstoffverbrauch verbessern.
Mit der Metall-3D-Drucktechnologie werden Gegenstände mithilfe einer Schicht-für-Schicht-Stapeltechnik hergestellt, die eine nahezu endgültige Form, minimalen Materialabfall und Bearbeitungsspielraum ermöglicht. Dies senkt nicht nur den Rohstoffverbrauch, sondern senkt auch den Energieverbrauch und die Emissionen bei der Verarbeitung.
Mit der Metall-3D-Drucktechnologie können schnell Teile mit komplizierten geometrischen Formen hergestellt werden, ohne dass herkömmliche Formen und Werkzeugvorbereitungen erforderlich sind. Dadurch wird der Produktionszyklus verkürzt und der Energieverbrauch und die Kosten während des Herstellungsprozesses gesenkt.
Durch die Kombination von kohlenstoffarmen Materialien und erneuerbaren Energien mit Metall-3D-Drucktechnologien kann eine umweltfreundliche Fertigung in der Luft- und Raumfahrt vorangetrieben werden. Wenn beispielsweise 3D-Druckgeräte aus Metall mit kohlenstoffarmen Materialien als Druckmaterialien und erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windenergie betrieben werden, werden die CO2-Emissionen und der Energieverbrauch drastisch gesenkt.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-parts-produced-by-pbf-technology.html