为了更多的效率、可持续性和生产力:3D打印在飞机制造中的应用

全世界化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量中,约有2.8%来自航空。与其他运输方式如汽车和LWK(18.1%)相比,这是一个相对较小的份额 – 但通过在飞机建造中使用3D打印技术,可以进一步减少。

航空航天业的增材制造尤其刺激了轻质建筑项目的发展。内饰或飞机发动机中的部件优化可以减少材料和燃料消耗,从而也减少二氧化碳排放。此外,3D打印为航空航天业提供了单体部件整合的可能性–使复杂的部件组得以简化,生产线和步骤得以精简。

用于熔模铸造的3D打印模型特别有优势。熔模铸造是一种经过充分认证的航空航天制造工艺。因此,在飞机制造中结合熔模铸造和3D打印,可以消除任何耗时的认证过程。因此,原型、备件和产品设计迭代,甚至是中小型系列的产品,都可以在创纪录的时间内随时使用。

3D打印在航空航天业的优势

优势 成本效益高

费用

复杂的几何形状和丰富的变体,较小的批次尺寸。在传统工艺由于成本密集的模具制造或转换时间而达到其经济极限的地方,增材制造提供了航空方面的基本经济优势。对现有生产线的补充。

质量优势

认证

3D打印和熔模铸造的结合,消除了耗时和昂贵的航空部件的测试和认证。由于现代模拟软件,在生产前就能确保满足航空航天部件的要求。为了尽量减少故障和废品的产生。

优点 设计自由

几何图形

voxeljet拥有高度专业化的3D-PMMA打印系统,用于粘合剂喷射工艺。这意味着,即使是非常薄的部件和复杂的、经过CAD优化的浇口系统,也可以在一个工作步骤中进行打印。其结果是:为轻质结构和拓扑结构优化提供了最大的自由。

DMLS是一种很好的补充制造技术,但正是在成本、交付时间和认证方面,熔模铸造和3D打印为航空航天业提供了显著的经济和创造性优势。

Jack Ziemba, CEOAristo Cast

打印铸件,3D打印的混合化

使用案例

3D打印在航空领域的应用

无论是改善性能或空气动力学,还是节省材料或优化功能:3D打印的部件都被用于机舱内部和发动机系统中。以支架、座椅框架或注射喷嘴的形式,增材制造帮助航空业可持续地改善航空运输的生态平衡并减少二氧化碳排放。

还有一种用于大尺寸项目的添加剂解决方案。在voxeljet粘结剂喷射技术的帮助下,可以打印出组件长度达1米的丝状投资铸造模型。沙子3D打印甚至打开了尺寸,组件的长度可达4米。此外,间接3D打印还具有金属铸造的认证和材料自由度。

许多金属目前不能直接进行添加加工,或尚未被批准用于航空。相比之下,所有可浇铸的合金都可以用添加剂模具和模型进行加工。由于已知的材料特性,铸造部件可以直接集成到生产线上。

voxeljet的3D打印飞机门
拓扑优化 Sogeclair

用于投资铸造索格莱尔飞机门的3D打印塑料模型,以确定航空业的潜在节约。

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超回路发型
代尔夫特超高速铁路大学

在美国的Hyperloop项目中,voxeljet为代尔夫特理工大学提供了复杂的增材制造塑料模型用于投资铸造。

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3D gedruckte Form für Radträger von voxeljet
部件性能

通过结合仿真和3D打印,制造部件原型的整个优化过程可以大大缩短。

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轻质、坚固和优化 - 3D打印飞机部件

只在需要的地方使用材料。而且不必在组件功能上做出妥协。通过拓扑优化,工程师已经能够可持续地改善部件的效率、耐用性和资源的使用。增材制造和它所提供的几何自由度在这方面特别有帮助。

通过现代软件解决方案,计算机计算出部件内的负载分布,并从数据中生成一个新的优化模型。其结果是具有高度复杂的几何形状和结构的部件。用传统工艺(如铣削或车削)生产这些产品在经济上往往是不可行的。这就是航空增材制造发挥作用的地方。

增材制造没有几何限制,即使在飞机制造中也是如此。这使工程师能够尽可能地利用设计自由度来开发更轻和可能更强大的部件。

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