Merevolusi Interior Dirgantara:Bagaimana Pencetakan 3D Mengurangi Berat, Kecepatan, dan Biaya
Sejak awal berdirinya, industri dirgantara telah berusaha mengurangi bobot pesawat dengan segala cara yang diperlukan. Pencetakan 3D adalah metode yang relatif baru untuk mencapai tujuan tersebut. Suku cadang yang dicetak 3D hampir selalu diproduksi lebih cepat, lebih ringan, dan lebih murah dibandingkan suku cadang yang dibuat secara konvensional. Hal ini menyebabkan penggunaan komponen cetak 3D secara besar-besaran di interior pesawat serta setiap aspek lain dari pesawat. Bukan hanya pesawat terbang, tetapi juga roket yang telah menemukan kegunaan untuk pencetakan 3D, dengan mesin dan nozel pencetakan 3D SpaceX dan NASA.
Artikel kali ini akan membahas tentang komponen interior dirgantara print 3D, kegunaannya, cara kerja, kelebihan, kekurangan, serta contoh komponen interior dirgantara print 3D.
Apa Tujuan Pencetakan 3D Komponen Interior Dirgantara?
Ada banyak alasan mengapa pencetakan 3D banyak diminati di industri dirgantara. Tujuan pencetakan 3D pada komponen interior pesawat adalah untuk mengurangi berat (yang menghemat konsumsi bahan bakar), mengurangi limbah material, dan memungkinkan produksi komponen dalam jumlah kecil hingga menengah dengan cepat. Selain itu, pencetakan 3D mengurangi kebutuhan penimbunan karena file CAD dapat disimpan di database dan dicetak sesuai kebutuhan. Hal ini juga memungkinkan komponen diproduksi menjadi satu bagian sehingga tidak memerlukan perakitan.
Bagaimana Cara Kerja Pencetakan 3D Komponen Interior Dirgantara?
Pencetakan 3D komponen interior ruang angkasa mengikuti proses yang sama seperti komponen pencetakan 3D lainnya. Pada dasarnya, yang diperlukan hanyalah file CAD dan printer 3D. Dengan asumsi bahwa suatu bagian telah digambar dalam sistem CAD, file tersebut kemudian dapat diiris dan siap untuk dimasukkan ke dalam printer 3D. Perangkat lunak pengiris mengubah file CAD menjadi kode G yang merupakan serangkaian vektor yang dapat diikuti oleh kepala cetak 3D untuk mencetak bagian tersebut. File tersebut kemudian diunggah ke printer dan dicetak. Tergantung pada cetakannya, mungkin ada beberapa pasca-pemrosesan yang diperlukan. Biasanya, pasca-pemrosesan melibatkan teknik abrasif untuk menghilangkan struktur pendukung cetakan 3D. Proses ini paling efektif untuk produksi batch kecil dan produksi dengan geometri kompleks yang memiliki waktu tunggu lama dan harga tinggi.
Apa Keuntungan Pencetakan 3D di Industri Dirgantara?
Keunggulan pencetakan 3D dalam industri dirgantara adalah:
- Pengurangan berat badan.
- Pengurangan konsumsi bahan bakar (karena pengurangan bobot).
- Mengurangi waktu tunggu.
- Desain generatif yang mudah digunakan.
- Meminimalkan limbah.
- Pembuatan prototipe cepat.
Apa Kekurangan Pencetakan 3D di Industri Dirgantara?
Pencetakan 3D juga memiliki kekurangan yaitu:
- Tidak hemat biaya atau waktu untuk produksi skala besar.
- Dibatasi oleh ukuran alas cetak.
- Terbatas berdasarkan materi (walaupun jenis materi terus bertambah).
- Suku cadang bersifat anisotropik, dengan penurunan kekuatan pada arah XY karena lapisan cetak.
- Variasi kualitas besar.
Contoh Aplikasi Komponen Interior Dirgantara Cetak 3D?
Kisaran komponen cetak 3D untuk interior ruang angkasa sebagian besar bersifat non-struktural. Namun, pertumbuhannya sangat pesat. Beberapa contoh utama komponen interior cetak 3D adalah:
- Ventilasi
- Saluran
- Membingungkan
- Manajemen kabel
- Rumah listrik
- Sampul
- Memangkas
- Kunci pintu
- Sandaran tangan
- Braket pemasangan
Bahan Apa yang Digunakan dalam Pencetakan 3D Komponen Interior Dirgantara?
Ada berbagai macam bahan yang bisa dicetak untuk digunakan pada interior dirgantara. Berikut adalah beberapa kelompok materi yang umum:
1. Polimer
Polimer yang biasa digunakan untuk mencetak komponen 3D antara lain:PLA (polylactic acid), ASA (acrylonitrile styrene acrylate), ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PET (polyethylene terephthalate), dan PC (polycarbonate). Komponen cetakan 3D polimer lebih ringan daripada komponen penggantinya karena komponen cetakan 3D pada dasarnya berongga menggunakan pengisi kecil untuk memberikan dukungan di dalam komponen. Komponen plastik cetak 3D dicetak dari file CAD menggunakan printer 3D dan kemudian digunakan untuk berbagai aplikasi seperti:penutup, saluran, spacer, header tirai, dan tempat cangkir. Suku cadang yang dicetak 3D sama tahan lamanya dengan suku cadang yang digantikannya, namun, suku cadang tersebut kurang kuat dalam arah Z yang menahan beban.
2. Serat Karbon
Serat karbon selalu dicetak di dalam bahan lain seperti nilon atau polimer lain dan dicetak dalam bentuk serat kontinu atau cincang. Bentuk serat kontinu dicetak dengan kepala cetak terpisah ke bagian dalam bagian polimer. Serat karbon cincang panjangnya kurang dari 1 mm dan terkandung dalam filamen polimer yang sedang dicetak. Serat karbon kontinu diletakkan di jalur beban untuk meningkatkan kekuatan suatu bagian dalam arah tertentu. Sedangkan serat karbon yang dicincang meningkatkan kekuatan di seluruh bagian. Beberapa contoh barang yang menggunakan plastik yang diperkuat serat karbon adalah:panel sakelar lampu, komponen pengatur suhu kabin, dan kait pintu. Komponen cetakan serat karbon sangat tahan lama dan menggantikan banyak komponen aluminium.
3. Logam
Pencetakan 3D logam dicapai dengan menggunakan proses yang sedikit berbeda dengan polimer. Logam berbentuk bubuk dan kemudian dicairkan dan digabungkan ke alas cetak dan lapisan berikutnya menggunakan laser dalam proses yang disebut sebagai sintering laser selektif (SLS). Komponen logam yang dicetak 3D kurang umum karena logam digunakan dalam komponen yang lebih struktural dan penting untuk terbang sehingga lebih sulit untuk memenuhi syarat. Namun, logam cetak 3D biasanya digunakan pada mesin pesawat di dalam rumah bantalan, nozel bahan bakar, sensor suhu, dan penukar panas.
4. Nilon
Nilon adalah polimer yang dapat dicetak 3D. Namun berbeda dengan bahan seperti PLA dan ABS karena nilon lebih fleksibel dan tahan lama. Nilon kurang kaku dan kuat dibandingkan PLA dan ABS tetapi memiliki ketahanan benturan sepuluh kali lipat dari ABS. Nilon dicetak dengan cara yang sama seperti polimer lainnya, namun biasanya mengandung penguat serat karbon untuk mengimbangi kekuatannya yang rendah. Onyx™, oleh Markforged, adalah nilon yang diperkuat serat karbon yang telah digunakan untuk konsol hiburan dalam penerbangan, sakelar panel, dan rangka kursi.
5. Serat Kaca
Mirip dengan serat karbon, serat kaca digunakan dalam polimer cetak 3D sebagai penguat. Fiber glass hadir dalam format kontinyu atau cincang. Bentuk cincang diintegrasikan ke dalam filamen dan memberikan penguatan untuk bagian umum. Sedangkan serat kontinyu memberikan penguatan pada jalur beban tertentu. Fiberglass lebih murah dan kurang kuat dibandingkan serat karbon dan digunakan untuk aplikasi di mana serat karbon menjadi terlalu kuat. Terakhir, serat kaca, seperti halnya serat karbon, memiliki umur kelelahan yang lebih tinggi dibandingkan sebagian besar komponen logam yang digantikannya.
Bagaimana Masa Depan Komponen Interior Pencetakan 3D di Ruang Angkasa?
Masa depan komponen cetak 3D di interior ruang angkasa sangat bagus. Meskipun banyak sekali aplikasi yang ditemukan untuk pencetakan 3D, masih banyak lagi aplikasi yang akan datang. Ini karena pencetakan 3D telah membuka opsi untuk komponen khusus tanpa perkakas khusus. Pencetakan 3D juga memperluas jangkauan bahan yang dapat digunakan. Sudah ada ratusan komponen cetak 3D di interior maskapai penerbangan, dan penggunaan ini diperkirakan akan meningkat seiring dengan nilai pasar kedirgantaraan dan pertahanan AS yang diperkirakan mencapai $5,58 miliar pada tahun 2026.
Untuk informasi lebih lanjut, lihat panduan kami tentang Cara Kerja Printer 3D.
Pertanyaan Umum Tentang Pencetakan 3D Komponen Interior Aerospace
Apakah SpaceX Menggunakan Printer 3D?
Ya, SpaceX menggunakan pencetakan 3D untuk roketnya. Mereka menggunakan printer ini untuk memproduksi mesin roket dan nozel. SpaceX telah menggunakan printer 3D untuk mencetak ruang mesin SuperDraco dari Inconel menggunakan sintering laser logam langsung (DMLS). SpaceX juga telah mencetak badan Main Oxidizer Valve (MOV) secara 3D untuk mesin Merlin 1D. Bagian ini dicetak dalam dua hari dibandingkan dengan pembuatan yang membutuhkan waktu tujuh bulan dan memiliki jadwal perawatan yang lebih singkat.
Apakah NASA Menggunakan Printer 3D di Luar Angkasa?
Ya, NASA telah menggunakan printer 3D di luar angkasa. Pada tahun 2014, NASA menggunakan printer buatan Made In Space, Inc., di stasiun luar angkasa internasional untuk mencetak pelat muka printhead. Bagian yang dicetak kemudian dikembalikan ke Bumi untuk dianalisis. Hasil pengujian tersebut menunjukkan tidak ada perbedaan antara spesimen yang dicetak di Bumi dan di luar angkasa. Hal ini telah membuka banyak peluang untuk pencetakan 3D di luar angkasa, di mana bahan dapat didaur ulang dan digunakan kembali dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan untuk mengirimkan komponen penting ke stasiun luar angkasa internasional.
Dapatkah Anda Mencetak Bagian Pesawat 3D Selain Komponen Interior?
Ya, ada komponen 3D yang digunakan di semua area pesawat termasuk:interior, mesin, struktur, sistem kelistrikan dan hidrolik, dan untuk perkakas khusus. Perkakas khusus adalah salah satu aplikasi tertua karena berkurangnya kebutuhan akan kualifikasi. Perkakas khusus meliputi:jig, perkakas cetakan injeksi, cetakan pengecoran, dan adaptor. Pesawat juga menggunakan braket pemasangan, katup, rumah, dan kotak bantalan yang dicetak 3D.
Ringkasan
Artikel ini memaparkan komponen interior dirgantara pencetakan 3D, menjelaskannya, dan membahas jenis bahan yang digunakan. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang pencetakan 3D di luar angkasa, hubungi perwakilan Xometry.
Xometry menyediakan berbagai kemampuan manufaktur, termasuk pencetakan 3D dan layanan bernilai tambah lainnya untuk semua kebutuhan pembuatan prototipe dan produksi Anda. Kunjungi situs web kami untuk mempelajari lebih lanjut atau meminta penawaran gratis tanpa kewajiban.
Pemberitahuan Hak Cipta dan Merek Dagang
- Onyx™ adalah merek dagang terdaftar dari Markforged.
Penafian
Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.
Dekan McClements
Dean McClements adalah lulusan B.Eng Honors di bidang Teknik Mesin dengan pengalaman lebih dari dua dekade di industri manufaktur. Perjalanan profesionalnya mencakup peran penting di perusahaan terkemuka seperti Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, dan Hyster-Yale, tempat ia mengembangkan pemahaman mendalam tentang proses teknik dan inovasi.
Baca lebih banyak artikel oleh Dean McClements
