Sektor kedirgantaraan berkembang pesat di era kemajuan teknologi yang pesat, dan kriteria akurasi dan kinerja manufaktur selalu meningkat. Ketika dihadapkan dengan struktur yang rumit dan persyaratan presisi tinggi untuk komponen pesawat terbang, teknik produksi tradisional terkadang sulit mencapai hasil yang optimal. Pengenalan teknologi pencetakan 3D logam telah mengubah manufaktur pesawat secara mendasar, sangat meningkatkan presisi manufaktur, dan mendorong pengembangan industri kreatif.
Pencetakan 3D logam, kadang-kadang disebut sebagai manufaktur aditif logam, adalah teknik di mana benda tiga dimensi dibuat dengan menumpuk bubuk atau kabel logam lapis demi lapis. Ini melelehkan bubuk logam di bawah kontur model yang telah dirancang sebelumnya menggunakan sumber energi seperti laser atau berkas elektron, sehingga menciptakan lapisan logam padat. Platform produksi kemudian diturunkan satu lapisan, menyimpan bubuk logam segar, dan terus mengulangi prosedur yang disebutkan di atas hingga semuanya selesai dibuat. Teknik manufaktur aditif "dari awal" ini sangat meningkatkan presisi manufaktur, mencapai manufaktur langsung komponen struktural yang sulit, dan sepenuhnya melepaskan batasan cetakan konvensional.
Teknologi pencetakan 3D logam awalnya ditemukan di industri pesawat terbang dalam pembuatan komponen mesin. Kinerja mesin pesawat secara langsung mempengaruhi kinerja pesawat secara umum karena mesin merupakan komponen fundamentalnya. Tidak hanya memakan waktu dan tenaga kerja, namun juga sulit untuk menjamin akurasi produksi, teknik manufaktur mesin konvensional memerlukan banyak operasi pemesinan dan perakitan yang presisi. Teknologi pencetakan 3D logam telah secara drastis mempersingkat proses padat karya ini. Teknologi pencetakan 3D logam dapat secara langsung menghasilkan komponen mesin dengan struktur rumit, seperti nozel bahan bakar, bilah turbin bertekanan rendah, dll., dengan peleburan yang tepat dan penumpukan serbuk logam lapis demi lapis. Bagian-bagian ini harus tahan terhadap suhu dan tekanan yang cukup tinggi serta sulit dalam desain. Melalui desain dan pilihan material yang ideal, teknologi pencetakan 3D logam tidak hanya secara efektif mencapai produksi yang tepat dari komponen-komponen ini tetapi juga sangat meningkatkan kekuatan dan ketahanannya. Misalnya, meskipun mempertahankan rasio kekuatan dan berat yang besar, bilah turbin bertekanan rendah yang terbuat dari paduan TiAl sekitar 50% lebih ringan dibandingkan paduan suhu tinggi berbasis nikel konvensional, sehingga mengurangi bobot keseluruhan turbin bertekanan rendah.
Selain suku cadang mesin, penggunaan penting lainnya dari teknologi pencetakan 3D logam di sektor dirgantara adalah desain yang ringan. Peningkatan kinerja pesawat sangat bergantung pada bobot, sehingga teknologi pencetakan 3D logam menghasilkan desain yang ringan melalui desain struktural dan pilihan material komponen. Untuk mesin GE9X, misalnya, teknologi pencetakan 3D membantu mengoptimalkan 163 komponen penukar panas asli menjadi satu komponen terintegrasi, sehingga menurunkan bobot sebesar 40%, biaya produksi sebesar 25%, dan memperpanjang masa pakai. Selain menurunkan bobot total pesawat, arsitektur ringan ini meningkatkan penghematan bahan bakar dan menurunkan emisi karbon.
Tingkat penyesuaian dan efisiensi yang tinggi dari teknologi pencetakan 3D logam dalam teknik dirgantara menambah manfaat penting lainnya. Meskipun pencetakan 3D logam dapat langsung mencetak bentuk yang diperlukan berdasarkan model CAD tanpa pemrosesan lebih lanjut, teknik manufaktur tradisional memerlukan sejumlah besar cetakan dan perlengkapan untuk pembuatan komponen. Personalisasi menjadi mudah dengan teknik manufaktur "satu-satu" ini. Produksi massal dan komponen individual dapat diselesaikan dengan cepat dengan biaya yang sama. Selain itu, pencetakan 3D logam secara drastis mengurangi siklus produksi komponen. Meskipun pencetakan 3D logam dapat diselesaikan dalam hitungan jam atau bahkan menit, pembuatan komponen rumit dengan teknik konvensional mungkin memerlukan waktu berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan. Selain meningkatkan efisiensi produksi, teknik manufaktur yang efektif ini mempercepat pengenalan produk baru, sehingga menghemat banyak waktu bagi bisnis.
Peningkatan akurasi teknologi pencetakan 3D logam dalam produksi pesawat terbang juga terlihat dalam pembuatan komponen struktural yang rumit. Komponen pesawat tertentu memiliki persyaratan kompleksitas dan presisi yang cukup tinggi, yang terkadang sulit dicapai oleh teknik manufaktur konvensional. Penciptaan langsung komponen struktural yang rumit ini dan jaminan hasil manufaktur presisi tinggi dari teknologi pencetakan 3D logam. Untuk produksi mesin roket, misalnya, teknologi pencetakan 3D logam dapat menghasilkan komponen dengan saluran pendingin rumit yang sulit diperoleh dalam teknik manufaktur konvensional. Dengan menggunakan teknologi pencetakan 3D logam, peleburan dan penumpukan setiap lapisan bubuk logam dapat diatur secara akurat, sehingga memungkinkan fabrikasi konstruksi rumit yang tepat.
Meskipun demikian, penggunaan teknologi pencetakan 3D logam dalam industri dirgantara juga menimbulkan kesulitan tertentu. Misalnya, biaya dan investasi peralatan pencetakan 3D logam cukup tinggi; diperlukan penelitian dan solusi lebih lanjut untuk menangani masalah termasuk tekanan termal dan tegangan sisa dalam proses pencetakan 3D logam; persiapan dan penyimpanan serbuk logam memerlukan kontrol kondisi yang ketat. Namun, dengan manfaat dan kemungkinan istimewanya, teknologi pencetakan 3D logam menjadi semakin penting dalam manufaktur dirgantara.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-piston-in-the-engine.html