Manufaktur Aditif di Aerospace

Manufaktur merupakan tantangan dalam industri kedirgantaraan. Tidak hanya bagian kedirgantaraan yang luar biasa rumit, tetapi juga harus sehat secara struktural dan memenuhi standar jaminan kualitas tertinggi dari hampir semua industri.

Untuk mengurangi biaya dan mengatasi tantangan manufaktur tradisional, banyak perusahaan dirgantara beralih dari proses manufaktur konvensional ke manufaktur aditif untuk memproduksi suku cadang kompleks yang mereka butuhkan secara efisien.

Tanpa pertanyaan, manufaktur aditif mengubah industri kedirgantaraan. Manufaktur aditif di pasar kedirgantaraan diperkirakan akan tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan majemuk (CAGR) 22,17% dan mencapai $6,75 miliar pada tahun 2026.

Manufaktur Konvensional vs. Manufaktur Aditif dalam industri Dirgantara

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

Ini berbeda dari proses manufaktur tradisional, juga dikenal sebagai manufaktur subtraktif. Dengan manufaktur konvensional, bahan dimasukkan ke dalam cetakan untuk mengeras. Saat bahan mengering atau mendingin, bahan tersebut dikeluarkan dari cetakan dan bahan berlebih dikeluarkan untuk membentuk produk akhir - oleh karena itu disebut subtraktif.

Dalam proses manufaktur konvensional, langkah-langkah berikut terjadi:

• Desain untuk pembuatan (DFM) untuk memastikan bahwa suku cadang dapat diproduksi
• Analisis getaran
• Ulangi
• Pembuatan
• Uji
• Ulangi

Dengan manufaktur aditif, langkah manufaktur menjadi lebih sedikit dan prosesnya berjalan sebagai berikut:

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

Pencetakan 3D di ruang angkasa berdasarkan model CATIA merevolusi industri manufaktur ruang angkasa dengan mengubah cara pembuatan suku cadang.

Berikut adalah enam cara manufaktur aditif digunakan dalam aplikasi luar angkasa.

1. Bangun Bagian dengan Geometri Kompleks

Dari bagian helikopter hingga mesin turbin, komponen dirgantara membutuhkan struktur geometris yang sangat kompleks di ruang yang terkadang sangat sempit.

Daripada membuat bagian-bagian kecil yang rumit secara terpisah dan menggabungkannya menjadi keseluruhan nanti, seorang insinyur desain dapat membuat model 3D dari seluruh struktur menggunakan pencetakan data CAD - komponen interior dan semuanya. Kemudian, printer 3D dapat membuat satu bagian mulus yang mencakup semua dimensi internal yang rumit dan geometri yang kompleks, tanpa perlu perakitan. Metode seperti itu dapat digunakan bahkan untuk mesin jet manufaktur aditif untuk pesawat terbang.

Dengan menggunakan manufaktur aditif, Anda dapat membuat suku cadang yang rumit dengan waktu pengerjaan dan energi yang lebih sedikit dari berbagai macam bahan, termasuk logam dan serat karbon.

2. Pembuatan Prototipe yang Lebih Efisien

Tanpa perlu merancang cetakan dan produksi outsourcing, insinyur dirgantara dapat merancang dan mencetak prototipe dalam waktu yang sangat singkat dengan menggunakan metode manufaktur tradisional. Dengan kemampuan untuk membuat dan menguji prototipe lebih cepat, perusahaan dirgantara dapat mempercepat waktu mereka untuk memasarkan dan tetap menjadi yang terdepan dalam persaingan.

Di kedirgantaraan, sangat penting bahwa suatu suku cadang diproduksi sesuai dengan spesifikasi. Dengan manufaktur konvensional, proses spesifikasi telah diatur. Namun, proses spesifikasi belum diatur dengan manufaktur aditif, sehingga memastikan bahwa bagian yang diproduksi telah diproduksi sesuai dengan spesifikasi tidak begitu jelas.

Beberapa tantangan manufaktur aditif saat ini di kedirgantaraan adalah sebagai berikut:

• Memenuhi standar manufaktur dengan membuat suku cadang yang konsisten - setiap suku cadang harus sama dengan suku cadang yang diproduksi sebelumnya.
• Mencetak dalam skala yang lebih besar, karena pencetakan 3D adalah teknologi yang lebih baru.
• Untuk pemasok di industri kedirgantaraan, lulus tes dan memenuhi standar kepatuhan - karena proses tersebut tidak disiapkan untuk suku cadang yang diproduksi secara aditif.

3. Produksi Hemat Biaya

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

Dengan manufaktur konvensional, limbah material bisa mencapai 98% untuk banyak aplikasi luar angkasa. Anda bisa mendapatkan banyak serpihan logam setelah dikurangi, dan membuat cetakan yang tepat bisa menjadi proses yang panjang.

Karena bahan ditambahkan dan tidak dikurangi dengan manufaktur aditif, ini dapat secara drastis mengurangi limbah material, membantu produsen menghemat uang untuk biaya produksi. Ada biaya awal yang terkait dengan pengaturan proses manufaktur aditif. Namun, penghematan biaya dalam jangka panjang lebih besar daripada biaya awal ini.

4. Tingkatkan Kekuatan Internal Bagian

Setiap kali bagian-bagian yang lebih kecil digabungkan untuk membuat objek yang lebih besar, itu mengurangi integritas struktural keseluruhan. Dengan manufaktur aditif, insinyur desain dapat membuat seluruh bagian, termasuk bagian tengah berlubang dan komponen interior, tanpa sambungan yang lemah dan rentan.

Selain itu, manufaktur aditif dalam industri kedirgantaraan dapat memanfaatkan material komposit dengan sangat baik. Ini adalah area di mana manufaktur aditif memiliki keunggulan berbeda dibandingkan manufaktur konvensional.

Dengan manufaktur aditif, saat Anda meletakkan irisan atau lapisan ke arah yang akan menerima gaya, ini memungkinkan bagian akhir Anda menjadi sangat kuat ke arah itu.

5. Buat Komponen Ringan

Bahan bakar adalah salah satu biaya tertinggi di industri kedirgantaraan. Cara terbaik untuk mengurangi konsumsi bahan bakar adalah dengan membuat suku cadang yang lebih ringan. Sayangnya, saat menggunakan manufaktur konvensional, hampir tidak mungkin membuat komponen yang lebih ringan tanpa mengorbankan integritas struktural.

Pembuatan aditif suku cadang pesawat tanpa perlu menyambungkan komponen seperti baut dan sekrup, proses pembuatan aditif dapat mengurangi bobot rangka hingga 25%, sekaligus meningkatkan integritas struktural. Manufaktur aditif tidak hanya mengurangi konsumsi bahan bakar, tetapi juga meningkatkan kekuatan keseluruhan pesawat.

6. Kurangi Kebutuhan Penyimpanan

Industri kedirgantaraan memiliki salah satu rantai pasokan paling panjang dari industri mana pun. Agar suku cadang tersedia, banyak perusahaan kedirgantaraan menimbun komponen dalam jumlah besar di gudang - masalah biaya dan logistik lainnya.

Karena proses manufaktur aditif cepat dan efisien, produsen dirgantara dapat memproduksi komponen - termasuk suku cadang khusus - secara internal dalam waktu dan biaya yang lebih kecil daripada jika mereka harus memesannya melalui rantai pasokan standar. Hal ini mengurangi kebutuhan untuk memiliki suku cadang atau memelihara fasilitas penyimpanan yang ekstensif.

Masa Depan Manufaktur Aditif di Aerospace

Dengan kemampuan untuk membuat suku cadang yang disesuaikan, ringan, dan berstruktur dengan cepat dan efisien, tidak mengherankan jika banyak bisnis beralih ke manufaktur aditif untuk aplikasi luar angkasa.

Ketika datang ke masa depan manufaktur aditif di kedirgantaraan, model CAD memainkan peran sentral. Mempertimbangkan manufaktur aditif yang tersedia dalam contoh kedirgantaraan dan prospek penelitian, terbukti model CAD saat ini digunakan dan berharga bagi perusahaan dirgantara.

Karena semakin banyak perusahaan kedirgantaraan beralih dari proses manufaktur konvensional ke aditif, akan ada fokus yang lebih besar dalam jangka panjang untuk memiliki kemampuan mencetak model CAD.

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

Pakar kami akan membantu Anda mencetak CATParts kedirgantaraan, sehingga Anda dapat menikmati semua manfaat yang ditawarkan manufaktur aditif. Hubungi kami hari ini dan pelajari bagaimana kami dapat membantu bisnis kedirgantaraan Anda berkembang.