Ý nghĩa công nghiệp của sản xuất phụ gia trong không gian vũ trụ

Trong thế giới công nghiệp, sự nổi lên của in 3D – hay còn gọi là sản xuất phụ gia – đã là một tiết lộ về tiết kiệm chi phí và hiệu quả. Thị trường đang phát triển theo cấp số nhân khi các ngành công nghiệp nhận ra lợi ích của việc sản xuất phụ gia – và ngành hàng không vũ trụ cũng không phải là ngoại lệ. Các nhà sản xuất hàng không vũ trụ đã đạt được nhiều mức độ chấp nhận khác nhau, nhưng có một điều rõ ràng là: những người chấp nhận này được hưởng lợi rất nhiều.

Hãy cùng khám phá cách những người chơi trong ngành đã nhảy lên và việc in ấn sẽ tác động như thế nào đến những người chấp nhận này trong tương lai.

Tại sao phải sản xuất phụ gia?

Xem thêm: 10 Lớp học Fusion 360 từ Đại học Autodesk Bạn có thể Xem Ngay bây giờ

Các sản phẩm ngày nay được xác định bởi khả năng đề cao cả hình thức và chức năng, đặc biệt là khi các thiết kế ngày càng trở nên phức tạp. Hiện nay có nhiều bộ phận chuyển động và các thành phần khác tham gia vào mọi ứng dụng. Hơn nữa, các công ty đã đưa hình học phức tạp và độ cong vào thiết kế của họ. Những thay đổi này đã thúc đẩy phản hồi từ lĩnh vực sản xuất.

Các quy trình sản xuất truyền thống không thành thạo nhiều trong việc tạo ra các hình dạng phức tạp – cần rất nhiều công cụ, gia công và xử lý sau để có được thiết kế đúng với nhu cầu của chúng, điều này có thể làm tăng thời gian thực hiện và chi phí tổng thể. Ví dụ, máy móc CNC rất đắt tiền và chuyên biệt và đi kèm với các yêu cầu riêng về lực lượng lao động. Theo mô hình phụ gia, có thể đạt được mức sản xuất tương đương với ít máy hơn nhiều mà không bị mất chức năng.

Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ dự kiến ​​sẽ trải qua một sự bùng nổ và những tiến bộ công nghệ đang diễn ra sẽ xuất hiện ngay sau đó. Hãy tưởng tượng cách sản xuất hợp lý – ngay cả đối với các bộ phận quan trọng như vòi phun, bộ điều khiển và các thành phần hệ thống treo – có thể làm tăng sản lượng đầu ra trong thời gian dài như thế nào. Điều tương tự cũng áp dụng cho các nhà thầu khối lượng lớn, những người sản xuất bất cứ thứ gì từ động cơ, máy bay đến tàu hải quân.

Lợi ích của sản xuất phụ gia cho hàng không vũ trụ

Xem thêm: Khi tín hiệu mạng yếu – Beamlink & Fusion 360 Giúp mọi thứ hoạt động trở lại

Lợi ích được biết đến rộng rãi của sản xuất phụ gia bao gồm chi phí thấp hơn và tốc độ cao hơn khi so sánh với sản xuất thông thường. Không có gì ngạc nhiên khi ngành công nghiệp hàng không vũ trụ gặt hái được cả hai lợi ích này khi áp dụng sản xuất phụ gia vào chu trình phát triển sản phẩm của họ.

Nhiều ứng dụng có thể được hưởng lợi từ tính linh hoạt sản xuất và tạo mẫu nhanh của in 3D – ngay cả một máy in 3D duy nhất cũng có thể tạo ra một lượng thiết kế gần như vô hạn tương ứng với kích thước bên trong của nó. Nhựa nhiệt dẻo, hợp kim, kim loại và vật liệu hỗn hợp là những phần thiết yếu của các sản phẩm ngày nay. Sản xuất phụ gia cho phép các kỹ sư lên ý tưởng – và cuối cùng là tạo ra – các bộ phận phức tạp, đa chiều với tốc độ nhanh hơn, vì có rất ít hạn chế được đặt ra về cấu trúc, định hướng và chất lượng hoàn thiện tổng thể.

Ngành Công nghiệp Hàng không Vũ trụ Hiện nay Sử dụng Sản xuất Phụ gia như thế nào?

Hiện tại, in 3D phục vụ một số mục đích khác nhau trong các ngành công nghiệp thích hợp, thực hiện vai trò trong nghiên cứu và phát triển – một cơ hội mà những người chơi hàng không vũ trụ đầu tư vào. Nó cũng được sử dụng cho các dự án bằng chứng khái niệm, nơi sản xuất hàng loạt nhỏ và đơn . Các công ty thường sử dụng sản xuất phụ gia cho các dự án tạo mẫu hoặc sản xuất quy mô.

In 3D có thể có ý nghĩa khác biệt đối với mọi người, vậy những ngành này tạo dấu ấn như thế nào? Tạo mẫu và chứng minh khái niệm đã tạo nên phần lớn các ứng dụng in ấn trong tất cả các ngành vào năm ngoái – các khoản đầu tư vào hàng không vũ trụ đã phần nào phản ánh xu hướng đó.

Tuy nhiên In 3D xuất hiện vào năm 1984, phần cứng sản xuất hiện đại ngày nay (và các nhiệm vụ trong tầm tay) phức tạp hơn nhiều lần so với trước đây. Niềm tin vào sản xuất phụ gia đặc biệt khó kiếm được trong những ngành công nghiệp này, nơi mà an toàn và độ tin cậy là điều tối quan trọng.

Nghiên cứu điển hình về ứng dụng hàng không vũ trụ

Chúng ta hãy xem xét một vài ví dụ cụ thể hơn về các công ty hàng không vũ trụ đang sử dụng sản xuất phụ gia ngày nay.

NASA

Không có nghi ngờ gì rằng đào tạo thực hành là điều cần thiết trong lĩnh vực kỹ thuật. Các đội bảo trì và kỹ sư phải có hiểu biết sâu sắc về cách các bộ phận cơ khí hoạt động, cùng tồn tại và thậm chí cả sự cố. Đây là nơi các bộ phận thay thế đi vào, là vật lý, trình giữ chỗ 1: 1 cho các bộ phận hiện có để giúp giảm bớt các vấn đề tốn kém do tạo ra nhiều bộ phận đã hoàn thiện. Các mô hình 3D có thể hoàn thành công việc một cách không tốn kém trong khi cung cấp trải nghiệm học tập thân thiện với người dùng, đó là lý do tại sao NASA thường sử dụng chế tạo phụ gia.

Airbus

Airbus bắt đầu sử dụng sản xuất phụ gia kim loại để sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ vào năm 2014, năm mà công ty đã tạo nên lịch sử cho lần đầu tiên bay một bộ phận in 3D trên máy bay phản lực thương mại. Theo Airbus, giảm trọng lượng là một yếu tố thúc đẩy các nhà sản xuất hàng không vũ trụ sử dụng công nghệ in 3D, vì nó trực tiếp dẫn đến mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn. Trang web của công ty cho biết: “Mỗi kg tiết kiệm được sẽ ngăn chặn được 25 tấn khí thải CO2 trong suốt thời gian hoạt động của một chiếc máy bay. Bộ phận trên máy bay là một giá đỡ bằng titan, nghe có vẻ như là một bước đi nhỏ đối với những người đầu tiên áp dụng. Tuy nhiên, những cải tiến được thực hiện đối với chuỗi cung ứng của bộ phận kim loại này đủ đáng chú ý để làm cho công nghệ in 3d trở thành một nỗ lực không ngừng của công ty.

Boeing

Boeing là một ông lớn khác trong lĩnh vực hàng không vũ trụ đã nỗ lực không ngừng để biến công nghệ phụ gia trở thành một phần trong quy trình của mình. Ngoài việc đầu tư vào các công ty khởi nghiệp về in 3D như Morf3D, Boeing đã thực hiện nhiều dự án kết hợp sản xuất phụ gia. Một trong những dự án lớn nhất (theo nghĩa đen) của họ là một công cụ đơn lẻ, dài 12 foot cho chương trình 777X, được tạo ra với sự hợp tác của Thermwood. Công nghệ mới đã được sử dụng để chế tạo công cụ chỉ trong một mảnh, giúp cắt giảm chi phí và giảm quá trình in, vì cần ít bộ phận hơn.

Tương lai của sản xuất phụ gia trong không gian vũ trụ

Các khoản đầu tư đáng kể đã được khởi động, báo hiệu niềm tin vào sản xuất 3D. Khi có nhiều thử nghiệm hơn sau đó, thế giới có thể mong đợi các công ty hàng không vũ trụ tuyên bố sản xuất phụ gia là trụ cột chính trong hoạt động của họ.

Sự ra đời của phần mềm dựa trên đám mây như Fusion 360 đã giúp việc triển khai sản xuất phụ gia vào quy trình làm việc của riêng bạn trở nên dễ dàng hơn – cho dù bạn đang làm việc cho một công ty hàng không vũ trụ hay thành lập một công ty của riêng bạn. Fusion 360 là phần mềm CAD / CAM / CAE và PCB hợp nhất thiết kế, kỹ thuật, điện tử và sản xuất thành một nền tảng duy nhất. Bạn còn chờ gì nữa? Tải xuống Fusion 360 ngay hôm nay.