Leichtbau-Innovation für die Luft- und Raumfahrtindustrie

Durch die Veränderung der Art und Weise, wie Teile entworfen und hergestellt werden, bietet der 3D-Metalldruck eine unglaubliche Wende für die Luft- und Raumfahrtindustrie mit Möglichkeiten zur Gewichtsreduzierung. Der Metall-3D-Druck von 3D Systems schreibt das Regelbuch neu, da es keinen Zusammenhang mehr zwischen Kosten und Komplexität gibt. Der Himmel ist wirklich die Grenze.

3D Systems ist seit der Einführung der 3D-Druckindustrie im Jahr 1986 führend bei der Innovation der additiven Fertigung (AM). Sie haben sich der Lösung der größten Design- und Produktionsherausforderungen verschrieben und streben danach, die Grenzen zu verschieben, indem sie den Herstellern als Erste die schnellsten liefern und anbieten Lösungen, die Industrien, einschließlich der Luft- und Raumfahrt, zur Verfügung stehen. 3D Systems bietet seinen Kunden die Möglichkeit, Leistung freizusetzen und ihren Benutzern dabei zu helfen, konventionelle Fertigungsbeschränkungen zu überwinden, den Weg zu und den Wert von AM zu beschleunigen und zu maximieren.

Warum leichtere Teile wichtig sind

Heutzutage müssen Ingenieure konsequente Verbesserungen an Teilen und Systemen als Standardbestandteil ihrer Arbeit liefern. Tatsächlich sind leichtere Teile die Antwort darauf, die Kraftstoffeffizienz zu steigern und gleichzeitig Betriebskosten und Emissionen zu senken. Schwer gegen leicht zu tauschen ist jedoch nur der erste Schritt. Der neue innovative Metalldruck, auch bekannt als Direct Metal Laser Sintering (DMLS), Direct Metal Printing (DMP) und Metal Additive Manufacturing (AM), verschafft Ihnen den entscheidenden Vorteil und hebt Sie von der Konkurrenz ab.

Der Metall-3D-Druck bedeutet eine Welt von höherwertigen Wertversprechen für Ingenieure, in denen die Komponentenkonsolidierung die Leistung steigert und die Effizienz der Lieferkette nur einige Beispiele sind. Wenn Sie sich die Kosten ansehen, um Objekte in der Luft zu halten oder eine Rakete in den Weltraum zu bringen, tritt Leichtbau in eine eigene Liga ein.

Kraftstoffverbrauch

In der Luft- und Raumfahrt kostet es trotz moderner Fortschritte bei der Wiederverwendung von Raketen 22 Millionen US-Dollar oder 62 US-Dollar pro Kilogramm, eine 2,818-Tonnen-Nutzlast in den Low Earth Orbit (LEO) zu schicken. Diese Zahl kann für eine geostationäre Umlaufbahn Zehntausenden pro Kilogramm näher kommen. In der Zivilluftfahrt kann jedes beförderte Kilogramm eine Fluggesellschaft Hunderte von Dollar pro Jahr und Flugzeug kosten. Wenn dieses Gewicht und diese Kosten über eine Flugzeugflotte multipliziert werden, steigen die Gesamtkosten erheblich.

Auf der anderen Seite summieren sich die Kosten ebenso schnell wie die Einsparungen. Die Leichtbaumöglichkeiten werden übersehen und oft vergessen, wie zum Beispiel die nicht flugkritischen Metallkomponenten in einer Flugzeugkabine, die hohl statt massiv sein können. Der Metall-3D-Druck von 3D Systems bietet Hunderte von Möglichkeiten, um Masse zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.

Aus diesem Grund kann das Entfernen von Gewicht von einer Komponente oder Baugruppe mithilfe eines additiven Fertigungsdesigns und eines Produktionsprozesses zu beeindruckenden Systemvorteilen führen. Durch die Reduzierung des Gewichts von Komponenten wie den Reflektoren eines Kommunikationssatelliten kann Ihre Nutzlastleistung drastisch verbessert werden. Infolgedessen könnten die Systemverbesserungen, die sich aus dem effektiven Einsatz von AM ergeben, neue Missionen ermöglichen und zuvor nicht durchführbare Missionen jetzt möglich machen.

Leichtigkeit mit Software hinzufügen

Es gibt zahlreiche Softwarepakete, die zum Entwerfen eines leichteren Teils verwendet werden können. Die meisten Lightweighting-Workflows kombinieren mehrere dieser Pakete und behandeln sie als verschiedene Tools in einer Toolbox. Einige Software wird einfach ausgewählt, um die Grundlagen für das Design zu legen, während andere Pakete vorteilhafte Simulationsfunktionen bieten. Ideal ist jedoch eine Software, die nahtlos mit CAD-Daten zusammenarbeitet und in der Regel leichtgewichtige Tools wie Gitterbauer enthält. In ähnlicher Weise kann einige Software auch den additiven Arbeitsablauf optimieren, um Dateien zu optimieren, vorzubereiten und auszurichten sowie den Druckprozess zu verwalten.

Fügen Sie Leichtigkeit mit Hardware und Materialien hinzu

3D-Dateien können in einer Vielzahl von Metalllegierungen zum Drucken gesendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Aluminium, Titan, Kobalt-Chrom und Edelstahl. Bei der Entscheidung, welches spezifische Material oder welcher Lieferant verwendet werden soll, ist es am besten, sich auf diejenigen zu konzentrieren, die gründlich getestet wurden, um die höchste Vorhersagbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Da für ein leichteres Teil weniger Material benötigt wird, sind Materialqualität und Leistung eine lohnende Investition.

Die fortschrittliche Software, Hardware und Materialien ermöglichen es Benutzern, von Feinguss-Workflows zu profitieren, um 3D-gedruckte Formen in einem Bruchteil der Zeit und der Kosten zu gießen. Folglich können Luft- und Raumfahrtteilehersteller mit weniger Designeinschränkungen direkt von CAD zu Gussmodellen wechseln und schnell Hohlmodelle erstellen, die eine größere Designkomplexität ermöglichen, ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen.

Abschließend,

3D Systems bietet mehr als nur Produkte – sie bieten ein ganzheitliches Lösungsportfolio mit der Erfahrung und dem Fachwissen, um Sie bei der Lösung von Luft- und Raumfahrtproblemen zu unterstützen und effizient und effektiv Mehrwert zu schaffen. Sie konzentrieren sich darauf, ihren Kunden dabei zu helfen, ihre additive Technologie zu nutzen, um das Fahrerlebnis zu verbessern und die Produktivität in vielerlei Hinsicht zu steigern, wie z. 

3D Systems weiß, dass Luft- und Raumfahrthersteller auf ständige Innovationen angewiesen sind, um ihre Branche voranzubringen. Dies erfordert die Entwicklung transformativer Anwendungen, die in der Lage sind, die neuesten Konstruktions- und Designansätze zu integrieren, um die Leistung zu optimieren und einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen. 

Dr. David Leigh, Executive Vice President & Chief Technology Officer für additive Fertigung bei 3D Systems, sagt: „Ich sehe die Einführung dieser neuen Plattform – die eine synchrone Dual-Laser-Option, Accura-Materialien und den spezialisierten Aushärtungsofen umfasst – als eine Beispiel dafür, wie wir eine globale AM-Strategie umsetzen, die sich auf unsere Stärken konzentriert.“

Heute herrscht Leichtbauwettbewerb, und auf der anderen Seite von Verbesserungen gibt es lukrative Anreize. Angesichts der verschiedenen Vorteile, Anwendungen und Potenziale von 3D-Druckern in der Luft- und Raumfahrtindustrie können wir den Schluss ziehen, dass Innovationen von 3D Systems in der nächsten industriellen Revolution zu sehen sein werden. Laden Sie das E-Book herunter hier.