Обзор приложений:3D-печать для салонов самолетов

Летая в самолете, вы, вероятно, не заметите, что ваш подлокотник или столик напечатан на 3D-принтере, но использование этой технологии для деталей салона может открыть для авиакомпаний целый новый мир возможностей.

Эти возможности включают, например, экономичную индивидуальную настройку интерьера и более быстрое производство и доставку запасных частей.

Мы исследуем ключевые факторы, лежащие в основе использования 3D-печати для интерьеров самолетов, и демонстрируем, как ведущие компании аэрокосмической отрасли применяют эту технологию сегодня.

Взгляните на другие приложения, рассматриваемые в этой серии:

3D-печать теплообменников

3D-печать подшипников

3D-печать для производства велосипедов

3D-печать для цифровой стоматологии и производства прозрачных элайнеров

3D-печать медицинских имплантатов

3D-печатные ракеты и будущее производства космических аппаратов

3D-печать для производства обуви

3D-печать электронных компонентов

3D-печать в железнодорожной отрасли

Очки с 3D-печатью

3D-печать для производства готовой продукции

3D-печать для скоб

3D-печать деталей турбин

Как 3D-печать делает гидравлические компоненты более производительными

Как 3D-печать поддерживает инновации в атомной энергетике

Зачем использовать 3D-печать для деталей кабины?

Новаторский дизайн кабины

Авиакомпании всегда ищут способы улучшить качество полетов своих клиентов, и дизайн салона играет в этом решающую роль.

Создание нестандартных интерьеров, соответствующих конкретным потребностям и функциям авиакомпаний, - это растущая тенденция и идеальная задача для 3D-печати.

3D-печать открывает новые возможности для индивидуальной настройки деталей кабины, поскольку не требует дорогостоящей смены инструментов в зависимости от индивидуальных спецификаций. Таким образом, изготовление нестандартных деталей происходит быстрее и экономичнее.

Снижение веса

Поскольку расходы на топливо являются одной из основных статей расходов операторов авиакомпаний, они, как правило, вкладывают средства в самолеты с более высокой топливной эффективностью. Однако традиционные методы производства имеют ограниченную возможность снизить вес деталей самолета.

Поэтому производители продолжают поиск более совершенных и альтернативных методов производства деталей с уменьшенным весом.

3D-печать обеспечивает одно из решений для снижения веса за счет оптимизации геометрии деталей, что позволяет экономить материалы.

С помощью 3D-печати производители могут изготавливать детали кабины из легких материалов с более тонкими стенками, чем при литье под давлением.

Кроме того, технология обеспечивает функциональную интеграцию, в то время как несколько отдельных частей компонента могут быть спроектированы и напечатаны как единое целое, что еще больше снижает вес детали.

3D-печать запасных частей для салонов самолетов по запросу

Прогнозировать спрос на запасные части сложно, и иногда запасные части могут больше не производиться. Эти факторы затрудняют послепродажное обслуживание самолетов и приводят к общей неэффективности цепочки поставок. Хотя высокий уровень инвентаризации может сократить время простоя воздушного судна, он приводит к астрономически высоким затратам на поддержание такого инвентаря.

Кроме того, часто бывает проблематично оказывать своевременные услуги ТОиР. Необходимость производить высококачественные запасные части из дорогих материалов в короткие сроки ставит производителей под давление, поскольку сроки выполнения заказа часто растягиваются до нескольких месяцев с использованием традиционных производственных процессов.

Кроме того, при ремонте или замене устаревших компонентов самолета соответствующие инструменты могут быть недоступны для покупки у производителей оригинального оборудования.

3D-печать открывает огромные возможности для решения некоторых из этих проблем за счет ускорения оборачиваемости и сокращения запасов за счет производства по запросу.

3D-печать позволяет компаниям изготавливать детали непосредственно из файла цифрового дизайна, без использования каких-либо инструментов, например пресс-форм. Это означает, что некоторые запасные части, особенно запчасти с меньшим спросом, такие как устаревшие компоненты, можно перепроектировать для 3D-печати и хранить в виртуальном инвентаре, освобождая место на складе и снижая затраты на складские запасы.

В случае необходимости замены дизайн можно просто извлечь из виртуального каталога запчастей и отправить на печать.

Благодаря своей способности экономично производить небольшие объемы деталей, 3D-печать также позволяет компаниям создавать столько деталей, сколько требуется, решая проблему перепроизводства, типичную для традиционных методов производства.

4 примера использования 3D-печати деталей кабины

Многие внутренние компоненты самолета, от вентиляционных отверстий и электрического корпуса до дистанционных панелей и подлокотников, могут получить выгоду от 3D-печати. Ниже мы рассмотрим, как производители комплектного оборудования и операторы авиакомпаний используют преимущества этой технологии для деталей кабины.

1. Etihad Airways видит значительную добавленную стоимость в 3D-печати

Вторая по величине авиакомпания в Объединенных Арабских Эмиратах, Etihad Airways, была одной из первых авиакомпаний, исследовавших потенциал 3D-печати деталей салона.

В 2017 году компания продемонстрировала первую в регионе сертифицированную на 3D-печать внутреннюю часть самолета, пластиковую рамку для монитора, и с тех пор Etihad наращивает усилия по 3D-печати.

Частью этих усилий стало налаживание стратегического партнерства с компаниями, занимающимися 3D-печатью, EOS и BigRep.

Результаты сотрудничества с ведущими производителями 3D-оборудования не заставили себя ждать. В прошлом году Etihad открыла предприятие по аддитивному производству (AM) в Абу-Даби, получившее одобрение на проектирование и производство от Европейского агентства по авиационной безопасности (EASA), для производства деталей самолетов с использованием технологии наплавления порошка от EOS.

Etihad Engineering, подразделение Etihad Aviation Group, теперь будет использовать 3D-принтер EOS для проектирования, производства и сертификации компонентов AM для высококачественных авиационных систем и деталей кабины.

Компания считает, что использование 3D-печати пойдет гораздо дальше, чем замена простых некритичных деталей.

Аддитивное производство деталей кабины обеспечивает существенную добавленную стоимость с точки зрения оптимизации ремонта, облегчения конструкции, сокращения сроков выполнения заказа и индивидуальной настройки. Новый Greenliner компании Etihad, например, совместный проект с Boeing, направленный на повышение устойчивости в авиационной отрасли, как сообщается, включает в себя множество компонентов, напечатанных на 3D-принтере.

Заглядывая в будущее, Etihad предполагает Полная модернизация самолета всего за 30 дней с помощью 3D-печати, что приведет к ускорению модернизации на 30%.

2. Корпус-занавес, напечатанный на 3D-принтере Diehl Aviation

Производитель авиакосмической отрасли, специализирующийся на кабинах и авионике, Diehl Aviation продемонстрировал еще один пример 3D-печати деталей интерьера.

Вместе с Airbus компания Diehl разработала напечатанный на 3D-принтере Curtain Comfort Header - кожух, который находится над карнизом и разделяет классы на борту - установленный на Airbus A350 XWB компании Qatar Airways.

Корпус ранее был сконструирован с использованием нескольких слоев ламинированного стекловолокна и требовал специальных алюминиевых инструментов, что отнимало много времени и средств.

Diehl смогла собрать эту деталь из 12 термопластичных компонентов, напечатанных на 3D-принтере, что значительно снизило затраты на инструменты и сэкономило часы рабочего времени.

Кроме того, детали требуют меньше переделок и могут быть легко сняты для ремонта или замены, что означает еще более короткое время выполнения заказа во время ремонта.

Сообщается, что эта деталь является крупнейшей деталью пассажирского самолета, полностью изготовленной на 3D-принтере.

3. British Airways прогнозирует более широкое распространение 3D-печати для интерьеров самолетов

Хотя кажется, что большая часть усилий по 3D-печати деталей кабины сосредоточена в регионе EMEA, европейские авиакомпании догоняют.

Например, British Airways изучает возможность использования 3D-принтеров для создания деталей самолетов, начиная с несущественных деталей кабины, включая части столиков для подносов, бортовые развлекательные системы (IFE) и туалеты.

Хотя эти компоненты не влияют на безопасную эксплуатацию полета, в случае поломки они могут уменьшить количество мест или туалетов, доступных для клиентов, и вызвать задержки, поскольку инженеры ждут ремонта или замены деталей. .

По заявлению авиакомпании, 3D-принтеры могут производить запасные части, которые, будучи такими же прочными и долговечными, как и традиционные компоненты, могут быть доступны в гораздо более короткие сроки.

Ссылаясь на снижение веса, как на еще одну движущую силу для внедрения AM, British Airways заявляет, что 3D-печать может помочь снизить вес детали на 55%. Даже с небольшими компонентами эффект может быть значительным, поскольку каждый снятый килограмм позволяет сэкономить тонны выбросов CO2 в течение всего срока службы самолета.

В будущем авиакомпания прогнозирует, что можно будет напечатать 3D-модель гораздо более широкий ассортимент запчастей салона, от столовых приборов и сидений до багажных контейнеров и иллюминаторов самолетов.

4. Stratasys, SIA Engineering Company и Additive Flight Solutions напечатали на 3D-принтере тысячи деталей кабины

Stratasys вместе с SIA Engineering Company, которая предоставляет услуги ТОиР самолетов, и бюро услуг 3D-печати Additive Flight Solutions также рассматривают AM как критически важную технологию для предоставления решений авиакомпаниям.

В рамках совместного предприятия, созданного в 2018 году, 3 партнера на сегодняшний день используют технологию Stratasys FDM для производства более 5000 сертифицированных деталей для салонов самолетов.

Одной из таких частей является крышка, предназначенная для защиты контроллеров сидений, предотвращая случайное нажатие кнопок пассажирами. Одной из основных причин выбора процесса AM по сравнению с другим, более традиционным, является возможность производить небольшие объемы заказа таких покрытий быстрее и с меньшими затратами.

В другом примере команда 3D напечатала зажим, чтобы удерживать воздушные шторы, которые слишком часто отрывались. Для этих покрытий / штор существует 7 различных дизайнов, а это означает, что команде пришлось настроить торцевые крышки карнизов для каждого из дизайнов. 3D-печать намного более гибкая, чем другие технологии, обеспечивая такой уровень настройки.

Кроме того, 3D-печать была применена для создания фиксатора уровня безопасности для аварийных дверей Boeing 787. Эта деталь является важным компонентом, предназначенным для предотвращения открытия аварийных дверей во время полета. находится на земле, что может привести к травмам, так как аварийные трапы могут быть случайно задействованы.

Среди других продуктов были опоры для нижней части пассажирского сиденья, поднос для коктейлей, напечатанный на 3D-принтере, держатели для ванной дозаторы мыла и дезинфицирующего средства.

Все детали должны соответствовать строгим требованиям, таким как термическая стойкость и классификация по пожаро-дымности и токсичности (FST) для салонов самолетов.

Большое количество приложений, уже разработанных командой и установленных на коммерческих самолетах, указывает на то, что будущее салонов самолетов тесно связано с развитием технологий 3D-печати.

Стандартизация AM для деталей кабины

Тем не менее, без стандартизации у 3D-печати в авиастроении нет будущего. Неудивительно, что отсутствие стандартов и сертификации остается серьезным препятствием при использовании AM для деталей кабины самолетов.

' В аэрокосмической отрасли, если у вас нет стандарта, по которому вы можете сертифицировать деталь, или, как правило, нескольких стандартов, вы не можете разместить ее на аэрокосмической платформе » - сказал Мэтью Донован, ныне бывший главный инженер по аддитивному производству в Oerlikon, в интервью AMFG.

Без надлежащих стандартов аэрокосмические компании не смогут использовать эту технологию с той же уверенностью, что и традиционные методы производства.

Отсутствие отраслевых стандартов для материалов AM, процессов, оценки качества и дизайна вместе с ограниченными данными по обработке материалов приводят к более длительным срокам сертификации.

В настоящее время авиакомпании и компании, производящие детали для самолетов, сертифицируют детали по частям, что является дорогостоящим и трудоемким мероприятием.
Агентство по безопасности (EASA) работает с отраслью AM и организациями по разработке стандартов, такими как ASTM, SAE и ISO, для преодоления текущих проблем стандартизации.

Набор спецификаций для 3D-печати полимеров в аэрокосмическом секторе, опубликованный SAE International, стал одним из последних достижений в этой области.

Спецификации под названием AMS7100:Fused Filament Fabrication Process и AMS7101:Material for Fused Filament Fabrication были разработаны специально для процесса FDM, чтобы стимулировать внедрение 3D-печати для пластиковых деталей кабины.