Tehnologii 3D

Out of This World Tech: Rolul interesant al imprimării 3D în industria aerospațială

Out of This World Tech: Rolul interesant al imprimării 3D în industria aerospațială



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Dacă ați aflat ceva în ultimele două săptămâni, tipărirea 3D perturbă aproape orice industrie de pe glob. Imprimarea 3D a schimbat modul în care proiectăm și producem îmbrăcăminte. Se schimbă modul în care sunt fabricate și livrate mașinile și chiar și-a făcut loc în unele bucătării noastre. Probabil aveți și o imprimantă FDM așezată pe birou acasă.

Cu toate acestea, distracția și inovația nu se opresc aici. Într-o analiză generală aprofundată a tendințelor pieței de imprimare 3D din 2020, Huburile 3D descompun influența crescândă a industriei de producție aditivă. Producția anuală de aditivi crește aproximativ 24% în fiecare an, cu piața de imprimare 3D așteptată să atingă aproximativ 21 miliarde dolari dolari la nivel global. Așa cum s-a menționat în raport, cererea de fabricație aditivă crește la viteze vertiginoase determinate de un nou val expansiv de antreprenoriat și de materiale, tehnici și tehnologie de imprimare 3D mai eficiente.

După cum vă puteți da seama, suntem încântați să vedem atât de multe companii diferite din industrie îmbrățișează fabricarea aditivă. Cu toate acestea, este probabil ca o industrie să beneficieze de producția 3D, ajutând oamenii să călătorească din țară în țară, pe lună și nu numai. Probabil ați ghicit-o, industria aerospațială.

Imprimarea 3D deasupra și dincolo

Industria aerospațială a beneficiat de imprimarea 3D încă din 1989, adoptarea tehnologiei emergente câștigând abur în următoarele câteva decenii. Imprimarea 3D în industria aerospațială ar putea să nu fie la fel de strălucitoare sau despre care s-a vorbit ca fabricarea de încălțăminte sau mașini, totuși schimbările aduse de tehnologia emergentă ar putea ajuta în cele din urmă speciile noastre să colonizeze noi planete. Dar, ne depășim.

La fel ca multe alte industrii, imprimarea 3D este atrăgătoare, deoarece permite companiilor să prototipeze rapid ideile sau să creeze piese complet funcționale la o fracțiune din cost și într-un timp mult mai mic decât metodele standard de fabricație. Hiperpersonalizarea va permite inginerilor să imprime piese la cerere pentru a se potrivi cu orice potențială provocare de proiectare sau reparație. Pe scurt, oportunitatea de a produce piese scumpe, mai ușoare, mai fiabile și mai rapide ca oricând, este prea bună pentru a trece în industria aerospațială.

Contribuie la 16% din veniturile totale ale imprimării 3D în 2015, fabricarea aditivă este utilizată pentru a ajuta la producția de avioane comerciale, la crearea de noi nave spațiale și chiar la producția de sateliți. Astăzi vom explora câteva dintre cele mai interesante moduri în care producția aditivă a avut un impact asupra industriei aerospațiale.

Am putea avea rachete imprimate 3D care să ducă oamenii pe Marte.

Dacă dețineți o imprimantă 3D FDM, probabil ați petrecut nenumărate ore imprimând 3D diverse obiecte, poate chiar câteva rachete din curtea din spate? Imprimanta dvs. standard FDM folosește un material termoplastic care se topește la contactul cu duza imprimantei, răcindu-se instantaneu la lovirea suprafeței de imprimare date. Cu toate acestea, ceea ce poate nu știți este că puteți imprima diverse materiale, inclusiv metal. Fabricarea aditivă a metalelor este o tehnologie care s-a maturizat enorm de-a lungul anilor. Producția de componente și ansambluri metalice scumpe este foarte atractivă pentru programele spațiale de la NASA și organizații private precum SpaceX sau Virgin Orbit.

De fapt, NASA și Virgin Orbit au început deja testarea unei camere de ardere a rachetelor imprimate 3D. Pentru cei neinițiați, Virgin Orbit își folosește resursele pentru a lansa rachete care transportă de obicei sateliți mici în spațiu. Recent, Virgin Orbit a apelat la experții NASA pentru a crea o cameră de ardere imprimată 3D, „combinând mai multe materiale și profitând de procesele de fabricație de ultimă generație”. Cu atât mai mult, dacă nu știți, o cameră de ardere este considerată inima unui motor de rachetă. Combustibilul și o sursă de oxigen numită oxidant sunt amestecate și explodate în interiorul camerei.

Folosind un aliaj de cupru aditiv, cunoscut sub numele de GRCop-84, creat de Marshall și Glenn în 2014, precum și de mașina hibridă de aditiv / subtractiv Virgin Orbit pentru a aplica un al doilea sacou bimetalic de super-aliaj, echipa de colaborare a reușit să testeze cu succes combustia cameră. Pentru a face acest lucru, au folosit propulsori oxigen lichid / kerosen de înaltă presiune. A fost impresionant. Camera de ardere a livrat mai mult de 2.000 de lire sterline de împingere cu succes în aproape două duzini, 60 de secunde trageri de testare.

Paul Gradl, inginer senior NASA, și-a exprimat entuziasmul pentru proiect, afirmând: „În mod tradițional, este nevoie de multe luni până la fabricarea, testarea și livrarea unei camere de ardere convenționale. Putem reduce acest timp considerabil”.

"Producția aditivă este pregătită pentru a spori și îmbunătăți procesele tradiționale. Oferă noi oportunități de proiectare și performanță și oferă o piesă hardware extrem de durabilă - și cu acest parteneriat, avansăm această capacitate și mai mult."

În viitorul nu atât de îndepărtat, motoarele produse prin procesul de fabricație aditivă ne-ar putea duce pe Marte și mai departe.

Avioanele comerciale încep să utilizeze piese imprimate 3D.

Nu-ți face griji. Nimeni nu imprimă 3D piese FDM de calitate scăzută și nu le pune într-un avion pentru a economisi bani. Cu toate acestea, piesele industriale 3D de ultimă generație și-au făcut deja drum pe câteva avioane comerciale și dintr-un motiv bun. Potrivit EOS, imprimarea 3D poate fi utilizată pentru a reduce la fel de mult greutatea unor aeronave 40-60%, și acesta este doar începutul. De fapt, o singură componentă proiectată și fabricată cu imprimare 3D ar putea reduce aerul 2.1%, ceea ce la rândul său reduce costurile de combustibil cu 5.41%. Airbus a luat în seamă, echipându-și avioanele A350 XWB cu peste 1,000+ Piese imprimate 3D.

Cu atât mai mult, la fel ca în alte domenii ale industriei aerospațiale, fabricarea aditivă permite companiilor precum Boeing și Airbus să accelereze producția. Una dintre cele mai mari provocări din această industrie este completarea tuturor comenzilor necesare pentru avioane comerciale, cu ambele companii 5,000-8,000 avioane întârziate anual. Având în vedere că cererea va crește doar în următorii ani, fabricația aditivă s-ar putea dovedi a fi un Godsend. S-a estimat că Boeing a folosit până acum 60.000 de piese pentru avioanele sale.

Drone și sateliți imprimați 3D

Sateliții pot fi costisitori. Cu toate acestea, după cum probabil ați ghicit, fabricarea aditivă este aici pentru a remedia problema. Inginerii din divizia de Apărare și Spațiu de la Airbus au folosit imprimarea 3D pentru a crea un cadru din titan capabil să reziste la temperaturi de -170 la 100 de grade celsius. Datorită puterii producției aditive, echipa a reușit să reducă costurile de producție la fel de mult 20%, creând un produs mai ușor și optimizat geometric comparativ cu iterațiile anterioare ale satelitului.

Prietenii noștri de la start-up Stratodyne LLC fac, de asemenea, valuri în industria aerospațială. Echipa Midwest utilizează metode de prototipare rapidă cu filamentul lor pentru a crea sateliți stratosferici personalizați care pot fi implementați în doar câteva ore în imediata apropiere a locației lor vizate. Sateliții pot oferi totul, de la monitorizarea activelor până la măsurători științifice. Aceste alternative ieftine și durabile la sateliți pot fi chiar utilizate pentru telecomunicații, teledetecție sau colectare de date geospațiale.

După cum este descris de echipa Statodyne LLC, „Spre deosebire de sateliții convenționali care necesită luni de testare, milioane de dolari și săptămâni pentru a atinge orbita peste locația dorită, StratoSats-urile noastre pot fi implementate în mai puțin de o zi pentru doar o mică sumă din cost . "

„Sateliții convenționali devin nedorite spațiale periculoase după ce durata lor de viață este consumată sau provoacă eliberarea a sute de tone de gaze cu efect de seră în timpul lansării lor, dar StratoSats-urile noastre pot fi returnate la sol și pot fi relansate pentru noi misiuni, fără a lăsa practic amprentă ecologică pe planeta noastră sau dincolo. "

În cele din urmă, Stratodyne LLC dezvoltă în prezent drone în apropierea spațiului capabile de zboruri cu durată extinsă ca o alternativă ieftină la sateliți.

Imprimarea 3D va face excursiile către spațiul profund mult mai ușor de gestionat.

Planificarea a ceea ce aduceți în următoarea săptămână de vacanță este stresantă. Imaginați-vă că încercați să planificați logistica pentru o călătorie pe un teritoriu neexplorat, în care călătoria în sine ar dura 6-8 luni. Aceasta este realitatea actuală pentru acele organizații care încearcă să ne ducă pe Marte. Să punem câteva lucruri în perspectivă. Potrivit NASA, pentru a facilita viața astronauților care trăiesc pe Stația Spațială Internațională, care este doar despre 400 de kilometri deasupra Pământului, anual trebuie furnizat ISS 3175 kilograme de piese de schimb, 13.154 kilograme de piese de schimb hardware pentru zboruri spațiale și altul 17,690 kilograme de piese de schimb gata de plecare în orice minut.

Apropierea Stației Spațiale Internaționale de planeta noastră face acest lucru fezabil. Cu toate acestea, acest lucru nu este practic sau chiar atât de realist în călătoriile pe Lună și Marte. De asemenea, dacă ați fi capabil să împachetați o navă spațială mare cu suficiente provizii, ar fi extraordinar de costisitoare și departe de a fi eficientă. Totuși, acesta este locul în care imprimarea 3D poate fi salvată.

Producția în spațiu a NASA, sau ISM, de la NASA Marshall Space Flight Center, investighează în prezent modurile în care tehnologia de imprimare 3D ar putea ușura literalmente sarcina misiunii în spațiu. Partenerii ISM precum Made in Space au dezvoltat tehnici 3D de fabricare a filamentelor topite. Acest proces implică alimentarea unui fir continuu de plastic printr-un extruder încălzit și pe o tavă strat cu strat pentru a crea un obiect tridimensional. În prezent, există cercetări care explorează cele mai eficiente metode de imprimare 3D în spațiu, permițând astronauților să imprime instrumente simple de zi cu zi.

Într-un exemplu, cercetătorii de pe Pământ au reușit să trimită un design 3D al unei chei astronauților de pe ISS. Alte domenii ale ISM explorează în prezent posibilitățile de imprimare a materialelor mai durabile în spațiu. Scopul final? Imaginați-vă că puteți printa complet o piesă funcțională imprimată 3D, fără a fi nevoie să vă bazați pe oamenii dinapoi pe Pământ pentru a crea piesa și a vi-o trimite în timp ce așteptați sute de mii de kilometri distanță.

„În cele din urmă, ISM este esențial pentru viitoarele misiuni de explorare, iar testarea acestor sisteme de fabricație pe stația spațială deschide calea pentru a permite acelor misiuni să fie mai independente de Pământ. Cu numeroșii parteneri comerciali ai proiectului, acesta reprezintă, de asemenea, un aspect important al nivelului scăzut al NASA. -Inițiative de comercializare pe orbită a pământului. Ca să nu mai vorbim, eliberează tot spațiul folosit anterior pentru depozitarea pieselor de schimb ", spune NASA

În cele din urmă, așa cum am menționat în articolul nostru anterior, cercetătorii caută în prezent modalități de a imprima trei alimente în spațiu. Mâncarea spațială este întotdeauna cel mai delicios lucru de mâncat. La ritmul actual de inovație în industria de imprimare 3D, astronauții ar putea în curând să poată imprima nu numai o mare varietate de alimente, ci și vase care sunt adaptate nevoilor biologice actuale ale individului.

In viitor

Fabricarea aditivă în industria aerospațială este interesantă. Schimbă toate fațetele industriei de la modul în care componentele esențiale sunt prototipate la producția generală a pieselor care funcționează pe deplin. Fabricarea aditivă ajută, de asemenea, la creșterea producției mult mai rapidă și fiabilă, reducând totodată costurile de producție.

Oamenii din agențiile spațiale din întreaga lume sunt încântați de toate modalitățile potențiale de tehnologie de imprimare 3D care pot fi aplicate viitorului călătoriilor spațiale. În viitorul nu atât de îndepărtat, imprimarea 3D ar putea juca un rol vital în stabilirea coloniilor pe termen lung pe Marte. Combinând AI și robotica, fabricarea aditivă ar putea juca un rol crucial în crearea civilizațiilor pe termen lung.


Priveste filmarea: El avión de Fadea será adaptado a la necesidad del mercado (August 2022).