Ilmailu- ja avaruusalan tarpeet valmistustarkkuuden, suorituskyvyn ja komponenttien kevyen suunnittelun suhteen kasvavat asteittain nopean teknologisen kehityksen myötä. Erittäin tarkat komponentit ja monimutkaiset muodot haastavat toisinaan perinteisten tuotantotekniikoiden kapasiteetin. Metallin 3D-tulostusteknologian kehitys on luonut uuden tien räätälöityyn ilmailu- ja avaruuskomponenttien valmistukseen.
Metallien ainesosia pinoamalla kerros kerrokselta metallin 3D-tulostus, jota kutsutaan myös metallin lisäainevalmistukseksi, luo monimutkaisia metalliosia ja komponentteja. Perinteisten valmistustekniikoiden muuttamisen lisäksi tämä tekniikka edistää huomattavasti ilmailualaa. Metalli 3D-tulostus luo kiinteän metallikerroksen sulattamalla metallijauhetta ennalta suunnitellun mallin mukaisesti käyttämällä energialähteitä, kuten lasereita tai elektronisäteitä. Tuotantopeti lasketaan sitten yhden kerroksen alas, peitetään tuoreella metallijauheella ja yllä oleva toimenpide toistetaan, kunnes koko esine on rakennettu. Samalla kun tämä lähestymistapa säästää resursseja ja vähentää jätettä, se voi tuottaa monimutkaisia geometrisia muotoja ja sisärakenteita.
Metalli 3D-tulostusteknologia löytää erityisen laajan sovelluksen ilmailuteollisuudessa. Lentokoneiden moottoreiden suorituskyky- ja turvallisuuskriteerit ovat melko tiukat, koska ne ovat lentokoneen "sydän". Vaikka metallisen 3D-tulostustekniikan sisällyttäminen olennaisesti minimoi tarpeettomat linkit ja auttaa insinöörejä maksimoimaan moottorin suunnittelun, mikä parantaa komponenttien suorituskykyä, mutta perinteiset tuotantotekniikat vaativat paljon tarkkoja työstö- ja kokoonpanoprosesseja. Esimerkiksi metallista 3D-tulostustekniikkaa käyttävä mikroturbojet-moottori ei ole pelkästään kevyempi, vaan se on myös suunniteltu ja tulostettu täysin itsekantavaksi, mikä merkitsee merkittävää edistystä additiivinen valmistussuunnittelussa.
Lisäksi varsin merkittävä metallin 3D-tulostusteknologian käyttö ilmailuteollisuudessa on kevyt muotoilu. Hyvä keveys auttaa lentokoneessa olemaan tehokkaampia ja suoriutumaan odotetusti. Tulostusrakenteiden maksimoinnissa ja materiaaliominaisuuksien parantamisessa metallin 3D-tulostuksen avulla voidaan tehokkaasti toteuttaa ilmailukomponenttien kevyttä suunnittelua. Esimerkiksi C919-lentokoneessa käytetään paljon 3D-tulostustekniikalla valmistettuja komponentteja, joiden lujuuden lisäksi on myös vähemmän painoa, mikä myötävaikuttaa merkittävästi lentokoneen yleiseen suorituskyvyn parantamiseen.
Kevyen suunnittelun lisäksi metallin 3D-tulostusteknologialla voidaan myös räätälöidä ilmailun osia. Räätälöidyt komponentit ovat erittäin kysyttyjä ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, ja perinteiset valmistustekniikat eivät toisinaan täytä näitä vaatimuksia. Metallin 3D-tulostusteknologian räätälöiminen valmistukseen eri tarpeiden mukaan auttaa tyydyttämään lentokoneiden erityistarpeita. Esimerkiksi hiilikuituvahvistettu Hi Tech CF -materiaali valitaan 3D-tulostustekniikalla helikopterien terän kiinnityskannattimen valmistukseen, joten se antaa terän kiinnityskannattimelle vahvan ulkoisen paineenkestävyyden ja normaalin kulumiskestävyyden suurten lujuusominaisuuksiensa ansiosta.
Lentokoneteollisuuden nopea komponenttivalmistus ja huolto heijastavat myös metallien 3D-tulostustekniikoiden käyttöä. Tietyillä lentokoneen osilla on rajoitettu käyttöikä, ja ne vaativat säännöllistä huoltoa ja korjausta. Perinteiset korjaustekniikat käyttävät hitsausta tai uudelleenvalmistusta, ja ne tuottavat huomattavan ajankulutuksen ja korkeat yleiset tuotantokustannukset. Metallisella 3D-tulostustekniikalla voidaan saavuttaa nopea komponenttien tuotanto ja vaurioituneiden alueiden tarkka korjaus, mikä lyhentää tehokkaasti korjaussykliä ja alentaa entisestään tuotantokustannuksia.
Metallisella 3D-tulostustekniikalla on kuitenkin myös haasteita. Vaikka 3D-tulostustekniikan tuottamat komponentit eivät tällä hetkellä voi olla liian suuria, isokokoisten metalliosien muotoilutarkkuutta ja tehokkuutta on vielä kehitettävä. Lisäksi sen käyttöä joillakin aloilla rajoittaa metallin 3D-tulostusteknologian hieman korkea laiteinvestointi ja hinta. Mutta tekniikan jatkuvan kehityksen ja kustannusten asteittaisen alenemisen myötä näiden ongelmien uskotaan ratkeavan oikein.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-automobile-headlight-heat.html