Zweifellos war die Flugzeugindustrie eine der ersten Branchen, die die additive Fertigungstechnologie (AM) zur Herstellung von Leichtbauteilen einsetzte (Optimierung des Gewichts ohne Kompromisse bei der Festigkeit). Der Einsatz von additiver Fertigung in der Luft- und Raumfahrt ist derzeit auf dem Vormarsch. Laut einer Umfrage von Strategic Market Research wird erwartet, dass der 3D-Druckmarkt für die Luft- und Raumfahrt bis 2023 9,23 Milliarden US-Dollar erreichen wird, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 20,23 Prozent.
Wege für den Metall-3D-Druck in der Luft- und Raumfahrt
Wie bereits erwähnt, hat sich die Luft- und Raumfahrtindustrie aufgrund seiner vielen Vorteile seit langem dem Metall-3D-Druck verschrieben, und dieses Technologiemodell ist nach Jahren des Wachstums ausgereift. Die Luft- und Raumfahrtindustrie als Ganzes sucht nach Möglichkeiten, die Nachhaltigkeit des Sektors zu erhöhen, daher wird prognostiziert, dass diese Akzeptanzrate in den kommenden Jahren noch zunehmen wird. Da in den kommenden Jahren immer mehr innovative Komponenten benötigt werden, wird der Metall-3D-Druck immer beliebter. Da sich Flugzeuge in Richtung Elektrifizierung und alternative Energiequellen wie Wasserstoff weiterentwickeln, wird diese Ära bald anbrechen. Es ist wichtig zu beachten, dass wahrscheinlich Änderungen am strukturellen Design des gesamten Flugzeugs erforderlich sein werden und dass ein großer Vorteil davon der Einsatz von additiver Fertigung sein könnte. Diese Technologien sind für ihre Fähigkeit bekannt, Geometrien zu erstellen, die mit herkömmlichen Methoden nicht möglich sind, und ermöglichen Benutzern, das strukturelle Design, die Leistung und die Sicherheit zu maximieren.
Darüber hinaus stehen eine Vielzahl von 3D-Drucktechniken zur Verfügung. Kurz gesagt, alle Metalltechnologien werden berücksichtigt, während die verschiedenen Metalladditivtechnologien untersucht werden, die in der Industrie eingesetzt werden. Ein nachhaltiger Business Case sollte immer durch bewusste Kosteneinsparungen oder Leistungssteigerungen etabliert werden. Über die Komponentenzertifizierung hinaus muss der Sektor die Industrialisierung in Betracht ziehen, bei der wir mehr Teile produzieren möchten. Während Flugzeugstrukturen aufgrund ihrer schnellen Abscheidungsraten und ihrer Möglichkeiten für große Abmessungen häufig Technologien zur gerichteten Energieabscheidung (DED) verwenden, verwenden Triebwerke die Pulverbettfusion für ihre hochpräzisen Wiederherstellungsfähigkeiten (dh komplexe Teile).
Auch der additive Fertigungsprozess ist materialabhängig. Auch die eingesetzten Materialien ändern sich je nach Einsatzbedingungen und Einsatzszenarien. Da leichtere Fahrzeuge weniger Kraftstoff benötigen, bietet Titan ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, was für die Luft- und Raumfahrt unerlässlich ist. Da sie bei Temperaturen nahe ihrem Schmelzpunkt funktionieren können, sind Superlegierungen auf Nickelbasis wie Inconel in Hochtemperatursituationen vorteilhaft. Aluminium ist ein guter Wärmeleiter und eignet sich gut für Wärmetauscheranwendungen. Im Allgemeinen bieten Materialien, die häufig mit konventionellen Techniken für die Luft- und Raumfahrtindustrie hergestellt werden, großartige Möglichkeiten der additiven Fertigung.
Doch sobald ein Verfahren und ein Stoff ausgewählt sind, hat der Metall-3D-Druck viele kreative Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Die meisten komplizierten Strukturteile arbeiten unter Hochtemperaturbedingungen, beinhalten Wärmeübertragung oder enthalten Fluiddurchgänge, und additives Drucken ist ideal für die Herstellung solcher Teile für wichtige Flugzeugtriebwerkskomponenten wie Wärmetauscher, Laufräder, Spiralen usw.
Bei richtiger Anwendung zeichnet sich die additive Fertigung aus, daher muss die gewählte Technologie für die Anforderungen des Teils geeignet sein. Dies muss bereits in der Planungsphase eines Projekts berücksichtigt werden, oft noch bevor ein einziges Wort geschrieben wird. Je besser Ihr fertiges Bauteil wird, desto früher sollten Sie sich Gedanken über die Vorteile der additiven Fertigung machen. Stimmt man zu Beginn der Designphase allen Restriktionen des Ingenieurs zu, sieht man ein ansprechendes Teil, das aber ohne Einschränkung und ohne Rücksicht auf Fertigungsmethoden konstruiert wurde.