Аддитивное производство в авиации: как 3D-печать трансформирует проектирование самолетов

Авиационная отрасль давно использует аддитивное производство (AM) для множества применений. От деталей самолетов и вертолетов до двигателей и турбин — 3D-технологии экономят время и деньги, создавая более прочные и эффективные компоненты. AM улучшило характеристики деталей, снизило вес и помогло устранить конструкторские и производственные ограничения.

Аддитивное производство против традиционного

Аддитивное производство — это не просто 3D-печать. Процесс включает механическую обработку и термообработку компонента. Также применяется бесконтактный контроль, например КТ-сканирование. Производственные этапы упрощены по сравнению с традиционными методами. Это добавляет сложности при сертификации. Из-за одновременности многих этапов процесс сложнее контролировать.

Но был прецедент поиска других путей сертификации деталей. Когда в авиации начали использовать углепластиковые композиты, возникла проблема признания одновременно создаваемой формы материала и его свойств. Диапазон вариаций не такой большой, как в AM, но вызовы достаточно похожи, чтобы дать надежду на AM.

В традиционном производстве выполнение различных этапов хорошо известно, потому что ограничения на каждом этапе более жесткие. Конструктор, знающий литье, ковку и механическую обработку, может создать модель детали с высокой уверенностью, что завод воспроизведет ее. Но проектирование требует большего сотрудничества с производителем, чтобы создать дизайн, эффективный для производства и соответствующий стандартам качества.

Будущее аддитивного производства в авиации

Аддитивное производство в основном ограничивалось некритическими деталями — воздуховодами и внутренними компонентами, где напряжения тепловые, а не механические. Но можно ожидать, что AM сыграет более значимую роль в производстве самолетов для производителей 1-го уровня (Tier 1). Недавно первый титановый структурный компонент AM — фиксатор двери — был установлен на коммерческий самолет.

По мере развития технологий производители смогут перевести другие структурные детали на AM, а также разрабатывать новые структурные детали, используя 3D-печать. Для новых деталей, изначально созданных AM, геометрия будет модифицирована для облегчения механической обработки. Design for Additive Manufacturing — возможность, которая еще впереди.

Лучшие достижения не будут ограничиваться только сокращением материала. Они также приведут к минимизации веса детали, сокращению сборочных операций и ускорению выхода на рынок за счет меньшего числа производственных шагов. Но для полного воплощения обещаний AM производителям нужно выявить структурные компоненты, которые могут быть хорошими кандидатами для процесса.

Для помощи в ваших сложных авиационных производственных применениях обратитесь к специалистам по роботизированной интеграции для авиации, космоса и обороны Genesis Systems, компании IPG.