Entre els diversos casos d'ús de la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica en la fabricació d'avions d'aviació civil, la fabricació de components és la més important. Per exemple, Boom Supersonic va estrenar l'avió supersònic de passatgers XB-1 a finals de 2020 que pot volar a velocitats similars a l'avió Concorde. La gran utilització dels components impresos en 3D per part d'aquest avió és un dels principals factors que crida l'atenció del sector. La màquina completa funciona amb components d'aliatge de titani impresos en 21 3D, tots produïts amb impressores de metall de safir Velo3D i aplicats a motors i sistemes de control ambiental. Aquest programa no només augmenta el rendiment de l'avió, sinó que també escurça dràsticament el cicle de fabricació i redueix les despeses.
En un altre cas, Airbus ha estat treballant amb Stratasys des del 2013 per utilitzar àmpliament materials polímers per construir components a l'avió A350XWB, aconseguint així una instal·lació d'una sola unitat de més de 500 peces. Entre els diversos sistemes a bord que cobreixen aquestes peces hi ha conductes, abraçadores de cables, tancaments i altres construccions. A més, substituint la cortina de la porta de la cabina amb tecnologia FDM i material ULTRAM 9085 per a l'A350XWB, que actualment compta amb el component d'avió imprès en 3D més gran a 1140720240, és Qatar Airways. Tot i que la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica s'aplica àmpliament als avions d'Airbus, aquest és un cas d'aplicació de materials polímers. El grup Liebherr va produir suports de tren d'aterratge d'aliatge de titani impresos en 3D per a l'A350 XWB i canonades hidràuliques integrades d'aliatge de titani per a l'Airbus A380 mitjançant la tecnologia SLM, per exemple.
En la producció de motors, la tecnologia d'impressió 3D de metall també funciona molt bé. Com a filial de Rolls Royce a Espanya, ITP Aero ha produït un nou UltraFan utilitzant tecnologies d'impressió 3D ® La carcassa del coixinet de cua (TBH) del motor forma una de les seves construccions principals. L'avió i el motor estaran connectats per aquesta part. Utilitzant només una petita quantitat de pols i conservant el 25% dels materials, la impressió 3D permet crear peces amb formes geomètriques complicades, afirma ITP Aero. Aquesta tècnica de fabricació no només redueix les emissions de carboni durant tot el procés de producció, sinó que també millora el rendiment i la fiabilitat dels components, beneficiant per tant el medi ambient.
Utilitzant tecnologia de fabricació additiva, l'empresa sueca aeroespacial i de defensa Saab ha començat a produir peces d'interior per als seus avions de caça. L'empresa va realitzar el seu primer vol de prova d'un component imprès en 3D: una escotilla de niló dissenyada per sobreviure a entorns exteriors. Saab també està investigant l'ús de la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica en la fabricació d'avions, especialment a la recerca de materials més duradors i el desenvolupament d'un sistema d'impressió 3D mòbil per portar-lo a diverses bases, encara que es tracti d'una aplicació de material de niló.
Amb una mesura de 455 x 295 x 805 mm, Safran Group s'ha associat amb SLM Solutions per crear un component del tren d'aterratge frontal per a un avió de negoci. És el primer del món a imprimir en 3D components d'avions de mida tan gran mitjançant la tecnologia SLM. Aquesta investigació pretén demostrar que la tecnologia d'impressió 3D SLM pot produir components significatius amb viabilitat. Normalment, tres peces forjades i el mecanitzat de cinc eixos munten components tradicionals del tren d'aterratge. Els components s'han de reconstruir per adaptar-se als trets del procés de la producció d'impressió 3D capa per capa. Això no només estalvia tot el temps del procés de fabricació, sinó que finalment s'integra les tres peces originals en una, reduint per tant el pes aproximadament un 15%.
28 3Les peces d'aliatge de titani impresos en D, que s'adjunten respectivament a la porta d'embarcament, la porta de servei, les portes de càrrega davantera i posterior del fuselatge davanter i posterior central, també inclouen el vol inaugural de l'avió gran nacional C919. La producció d'aquests components no només millora el rendiment de l'avió, sinó que també redueix significativament el temps i les despeses de fabricació.
L'ús de la tecnologia d'impressió 3D de metall en la construcció d'avions d'aviació civil ha produït diversos beneficis. En primer lloc, pot produir ràpidament components estructurals complexos, millorant així l'eficàcia de la producció. La fabricació de components convencionals utilitza molts materials i requereix un processament sofisticat. Les pols metàl·liques precises es poden polvoritzar i fondre en capes mitjançant la tecnologia d'impressió 3D, la construcció de capa per capa d'arquitectures de components complicades, reduint per tant els residus de material i el consum d'energia.
En segon lloc, el disseny òptim dels components es pot aconseguir amb tecnologies d'impressió 3D de metall. Es poden produir formes geomètriques complexes mitjançant la tecnologia d'impressió 3D, un procés difícil de les tècniques de producció convencionals. Per maximitzar la injecció de combustible, per exemple, creeu petits canals dins del broquet de combustible o imprimiu construccions complicades dins de la cambra de combustió per augmentar l'eficiència de la combustió. A part de millorar el rendiment dels components, aquests dissenys millorats redueixen el consum de combustible i els contaminants dels avions.
A més, amb la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica, el disseny lleuger és factible. La millora del rendiment dels avions en la fabricació d'avions d'aviació civil depèn principalment del pes lleuger. Els components lleugers amb formes complicades fabricats amb tecnologia d'impressió 3D estalvien significativament pes i alhora garanteixen la resistència. Això augmenta la capacitat de càrrega de l'avió i la distància de vol, a més de la seva economia de combustible.
No obstant això, també hi ha certes dificultats per utilitzar la tecnologia d'impressió 3D de metall en la producció d'avions d'aviació civil. En primer lloc, la velocitat d'impressió una mica lenta restringeix l'aplicabilitat de la producció en massa. Tot i que la velocitat d'impressió millora progressivament a mesura que la tecnologia es desenvolupa constantment, encara calen més optimitzacions i millores. En segon lloc, un problema crucial és també la restricció de l'elecció material. Tot i que actualment els materials metàl·lics com els aliatges de titani i els aliatges d'alumini s'han utilitzat àmpliament en la impressió 3D, encara es necessiten més materials nous amb alta resistència, gran resistència a la corrosió i alta resistència a la calor per satisfer les necessitats particulars de la fabricació d'avions d'aviació civil.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-additive-manufacturing-of-titanium.html