Manufaktur Aditif: Menggerakkan Inovasi dan Efisiensi Biaya di Penerbangan Antariksa

Manufaktur adalah tantangan di industri penerbangan antariksa. Tidak hanya bagian penerbangan antariksa sangat kompleks, tetapi mereka juga perlu struktural kokoh dan memenuhi standar jaminan kualitas tertinggi dari hampir setiap industri.

Untuk mengurangi biaya dan mengatasi tantangan manufaktur tradisional, banyak perusahaan penerbangan antariksa beralih dari proses manufaktur konvensional ke manufaktur aditif untuk menghasilkan bagian kompleks yang mereka butuhkan secara efisien.

Tanpa keraguan, manufaktur aditif sedang mengubah industri penerbangan antariksa. Manufaktur aditif di pasar penerbangan antariksa diperkirakan akan tumbuh dengan lajusrata tahunan majemuk (CAGR) 22,17% dan mencapai 6,75 miliar dolar pada tahun 2026.

Manufaktur Konvensional vs. Manufaktur Aditif di Industri Penerbangan Antariksa

Manufaktur aditif adalah proses di mana bahan ditambahkan ke struktur objek tiga dimensi satu lapis demi lapis, berdasarkan pencetakan data CAD (model 3D digital). Ini juga biasa disebut sebagai pencetakan 3D.

Ini berbeda dari proses manufaktur tradisional, juga dikenal sebagai manufaktur pengurangan. Dengan manufaktur konvensional, bahan dimasukkan ke dalam cetakan untuk mengeras. Setelah bahan kering atau dingin, bahan diambil dari cetakan dan bahan berlebih dihapus untuk membentuk produk akhir - sehingga istilah pengurangan.

Dalam proses manufaktur konvensional, langkah-langkah berikut terjadi:

• Desain untuk manufaktur (DFM) untuk memastikan bagian dapat diproduksi
• Analisis getaran
• Iterasi
• Manufaktur
• Uji coba
• Iterasi

Dengan manufaktur aditif, ada lebih sedikit langkah manufaktur dan prosesnya adalah sebagai berikut:

• Desain
• Pra-pemrosesan untuk memastikan desain dapat dicetak
• Iterasi
• Manufaktur

Pencetakan 3D di penerbangan antariksa berdasarkan model CATIA sedang merevolusi industri manufaktur penerbangan antariksa dengan mengubah cara bagian-bagian dibuat.

Ini adalah enam cara manufaktur aditif digunakan dalam aplikasi penerbangan antariksa.

1. Buat Bagian dengan Geometri Kompleks

Dari bagian helikopter hingga mesin turbin, komponen penerbangan antariksa memerlukan struktur geometri yang sangat kompleks dalam ruang yang terkadang sangat sempit.

Alih-alih membuat bagian kecil dan rumit secara terpisah dan menggabungkannya ke dalam keseluruhan nanti, insinyur desain dapat membuat model 3D dari seluruh struktur menggunakan data pencetakan CAD - komponen interior dan semuanya. Lalu, printer 3D dapat membuat satu bagian tanpa sambungan yang mencakup semua dimensi internal rumit dan geometri kompleks, tanpa perlu perakitan. Metode seperti ini dapat digunakan bahkan untuk manufaktur aditif mesin jet untuk pesawat.

Dengan menggunakan manufaktur aditif, memungkinkan untuk membuat bagian rumit dengan waktu persiapan dan energi yang lebih rendah dari berbagai macam bahan, termasuk logam dan serat karbon.

2. Prototipe yang Lebih Efisien

Tanpa perlu merancang cetakan dan meng-outsource produksi, insinyur penerbangan antariksa dapat merancang dan mencetak prototipe dalam sebagian kecil waktu yang dibutuhkan dengan menggunakan metode manufaktur tradisional. Dengan kemampuan untuk membuat dan menguji prototipe lebih cepat, perusahaan penerbangan antariksa dapat mempercepat waktu ke pasar dan tetap unggul dari kompetitor.

Di penerbangan antariksa, sangat penting bahwa bagian diproduksi sesuai spesifikasi. Dengan manufaktur konvensional, proses spesifikasi telah ditetapkan. Namun, proses spesifikasi belum ditetapkan dengan manufaktur aditif, sehingga memastikan bahwa bagian yang diproduksi telah dibuat sesuai spesifikasi tidak sejelas itu.

Beberapa tantangan saat ini dari manufaktur aditif di penerbangan antariksa meliputi hal berikut:

• Memenuhi standar manufaktur dengan membuat bagian yang konsisten - setiap bagian harus sama dengan bagian yang diproduksi sebelumnya.
• Mencetak pada skala yang lebih besar, karena pencetakan 3D adalah teknologi yang lebih baru.
• Bagi pemasok di industri penerbangan antariksa, lulus tes dan memenuhi standar kepatuhan - karena proses-proses tersebut belum disiapkan untuk bagian yang diproduksi secara aditif.

3. Produksi yang Efisien Biaya

Manufaktur aditif tidak hanya dapat mengurangi waktu untuk membuat prototipe, tetapi juga dapat mengurangi biaya.

Dengan manufaktur konvensional, limbah bahan dapat mencapai 98% untuk banyak aplikasi penerbangan antariksa. Anda dapat akhirnya dengan banyak kerupuk logam setelah pengurangan, dan membuat cetakan yang tepat dapat menjadi proses yang memakan waktu lama.

Karena bahan ditambahkan dan tidak dikurangi dengan manufaktur aditif, ini dapat secara drastis mengurangi limbah bahan, membantu produsen menghemat uang pada biaya produksi. Ada biaya awal yang terkait dengan pengaturan proses manufaktur aditif. Namun, penghematan biaya jangka panjang melebihi biaya preliminer ini.

4. Tingkatkan Kekuatan Internal Bagian

Setiap kali bagian kecil digabungkan untuk membuat objek yang lebih besar, ini mengurangi integritas struktural keseluruhan. Dengan manufaktur aditif, insinyur desain dapat membuat bagian keseluruhan, termasuk pusat rongga dan komponen interior, tanpa lemah, rentan pada persilangan.

Selain itu, manufaktur aditif di industri penerbangan antariksa dapat memanfaatkan bahan komposit dengan sangat baik. Ini adalah area di mana manufaktur aditif memiliki keunggulan yang jelas atas manufaktur konvensional.

Dengan manufaktur aditif, ketika Anda meletakkan irisan atau lapisan Anda dalam arah gaya akan datang, ini memungkinkan bagian akhir Anda untuk sangat kuat dalam arah tersebut.

5. Buat Komponen Ringan

Bahan bakar adalah salah satu biaya tertinggi di industri penerbangan antariksa. Cara terbaik untuk mengurangi konsumsi bahan bakar adalah membuat bagian yang lebih ringan. Sayangnya, saat menggunakan manufaktur konvensional, hampir tidak mungkin untuk membuat bagian yang lebih ringan tanpa menyerahkan integritas struktural.

Manufaktur aditif bagian pesawat tanpa perlu menyambungkan komponen seperti baut dan sekrup, proses manufaktur aditif dapat mengurangi bobir rangka sebesar 25%, sambil meningkatkan integritas struktural. Tidak hanya manufaktur aditif mengurangi konsumsi bahan bakar, tetapi juga meningkatkan kekuatan keseluruhan pesawat.

6. Kurangi Kebutuhan Penyimpanan

Industri penerbangan antariksa memiliki salah satu rantai pasokan yang paling terkenal panjang dari setiap industri. Untuk memiliki bagian yang tersedia, banyak perusahaan penerbangan antariksa menimbun sejumlah besar komponen di gudang - biaya dan kekhawatiran logistik lainnya.

Karena proses manufaktur aditif cepat dan efisien, produsen penerbangan antariksa dapat memproduksi komponen - termasuk bagian khusus - di rumah dalam sebagian kecil waktu dan biaya daripada jika mereka harus memesannya melalui rantai pasokan standar. Ini mengurangi kebutuhan untuk memiliki bagian yang tersedia atau memelihara fasilitas penyimpanan yang luas.

Masa Depan Manufaktur Aditif di Penerbangan Antariksa

Dengan kemampuan untuk membuat bagian yang disesuaikan, ringan, dan struktural kokoh dengan cepat dan efisien, tidak heran banyak bisnis beralih ke manufaktur aditif untuk aplikasi penerbangan antariksa.

Ketika datang ke masa depan manufaktur aditif di penerbangan antariksa, model CAD memerankan peran sentral. Dengan mempertimbangkan contoh dan pandangan penelitian manufaktur aditif di penerbangan antariksa yang tersedia, jelas bahwa model CAD saat ini digunakan dan berharga bagi perusahaan penerbangan antariksa.

Semakin banyak perusahaan penerbangan antariksa yang beralih dari manufaktur konvensional ke proses manufaktur aditif, akan ada fokus yang lebih besar jangka panjang pada memiliki kemampuan untuk mencetak model CAD.

Dengan lebih dari 35 tahun keahlian pemodelan 3D di berbagai industri, termasuk manufaktur aditif di industri ruang angkasa, Spatial telah menciptakan data pra-pemrosesan CAD yang unggul dan memiliki alat untuk membangun perangkat lunak pra-pemrosesan untuk mencetak model 3D Penerbangan Antariksa CATIA yang presisi dan geometris akurat.

Ahli kami akan membantu Anda dengan mencetak CATPart penerbangan antariksa, sehingga Anda dapat menikmati semua manfaat yang ditawarkan manufaktur aditif. Hubungi kami hari ini dan pelajari bagaimana kami dapat membantu bisnis penerbangan antariksa Anda berkembang.