Selama Pameran Pencetakan 3D TCT Asia dan Pertunjukan Udara Zhuhai tahun ini, "manufaktur massal" telah menjadi kosa kata terbaru untuk menjelaskan teknologi pencetakan 3D logam. "Memberikan lebih banyak kemungkinan untuk produksi massal suku cadang luar angkasa" dan "untuk produksi massal" tidak hanya membuat kami bertanya-tanya, apakah pencetakan 3D logam berkembang begitu cepat dan dapat diandalkan?
Alasan pemilik merek melakukan publisitas tersebut adalah karena ada kasus yang dapat diandalkan untuk mendukung retorika ini. Perwakilan yang paling umum adalah bahwa GE Aviation telah mencapai pembuatan lebih dari 100,000 kepala nosel dan menerapkannya pada mesin paling canggih:
GE9X di Boeing 777X
LEAP-1A pada Airbus A320 NEO
LEAP-1B dibawa oleh Boeing 737MAX
LEAP-1C pada C919 China
Ini menggabungkan 20 bagian yang dibuat dengan pengelasan menjadi satu kesatuan yang tepat, yang mengurangi berat produk sebesar 25 persen dibandingkan dengan generasi sebelumnya, meningkatkan daya tahan sebanyak 5 kali, dan meningkatkan efektivitas biaya sebesar 30 persen . Struktur fiturnya yang kompleks hanya membutuhkan Itu dapat diproduksi oleh proses pencetakan 3D. Keberhasilan kasus ini menunjukkan bahwa pencetakan 3D logam layak untuk diproduksi secara massal.
Meskipun kasus pembuatan massal pencetakan 3D logam dalam bidang kedirgantaraan belum dipublikasikan, petunjuk masih dapat ditangkap. Dalam kasus aplikasi terbaru Akademi Sains dan Teknologi Dirgantara Keenam, disebutkan bahwa dalam proses pengembangan dan pembuatan mesin minyak tanah oksigen cair 85-ton siklus terbuka, "komponen utama pencetakan 3D telah diuji puluhan kali dalam tes jangka panjang.penilaian". Hal ini membuktikan dari sisi kualitas part yang diproduksi dengan teknologi metal 3D printing yang handal dan dapat diterima oleh dunia kedirgantaraan. Selanjutnya, dari sisi produksi, akan dijelaskan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi produksi massal di bidang kedirgantaraan.
1. Konsistensi produk, faktor kunci untuk manufaktur berulang
Realisasi pembuatan batch berarti bahwa setiap bagian yang diproduksi oleh pencetakan 3D logam dalam satu batch atau beberapa batch benar-benar konsisten dalam hal kualitas, kinerja, dan akurasi dimensi, yaitu, teknologi tersebut telah mencapai kualitas manufaktur yang dapat diulang. Ini menempatkan persyaratan ketat pada peralatan pencetakan dan standar proses.
Penyetelan peralatan harus memenuhi standar yang ketat dan mampu mencapai kualitas manufaktur yang berulang, sehingga memiliki kondisi dasar untuk produksi massal. Tapi ini hanya deskripsi sistematis, tetapi melibatkan jangkauan luas, seperti penghilangan asap dan pengaturan aliran udara di ruang pembentuk selama proses pencetakan, kontrol stabilitas daya laser, dan pengaturan energi setiap bagian dari platform dalam kisaran yang dapat diterima, pencetakan Kontrol kandungan oksigen di dalam bilik dan pemrosesan pasca yang diperlukan setelah konstruksi selesai, dll., Jumlah sensor yang perlu diatur bisa mencapai ribuan. GE juga telah melakukan penelitian, analisis, dan transformasi terperinci pada printer Laser Konsep yang diakuisisi untuk memenuhi kapasitas produksi massal.
2. Insinyur terlatih sangat penting
Untuk teknologi pencetakan 3D logam, banyak pengetahuan profesional yang dibutuhkan, tetapi tidak memerlukan satu orang untuk menjadi multi-terampil. Teknologi ini melibatkan banyak detail teknis, seperti desain untuk pembuatan aditif, pengoperasian dan pemeliharaan yang terampil, pengembangan proses pencetakan dan kontrol kualitas bahan, pasca-pemrosesan, dan sebagainya.
Hampir semua proses yang terlibat ini akan secara langsung mempengaruhi apakah kualitas pembuatan produk itu seragam. Bagi pemasok yang berkomitmen untuk menyediakan layanan bagi industri kedirgantaraan, bakat dalam hubungan ini sangat diperlukan, terutama bagi mereka yang merupakan insinyur terlatih. Mengembangkan insinyur dengan keterampilan khusus ini mahal dan memakan waktu, tetapi perlu.
3. Biaya produksi harus terus diturunkan
Harus ditunjukkan bahwa teknologi pencetakan 3D tidak akan diadopsi secara luas dan diproduksi secara massal kecuali pengembalian investasi melebihi metode produksi lain yang tersedia. Untuk bidang kedirgantaraan, biaya sepertinya bukan hal yang terpenting, namun biaya tetap mempengaruhi tercapai tidaknya produksi massal.
Tingginya biaya mesin itu sendiri merupakan masalah utama. Namun, setelah sepuluh tahun akumulasi teknologi dan iterasi R&D, biaya peralatan printer 3D telah turun drastis dibandingkan hari-hari awal. Demikian juga, ada kecenderungan yang konsisten dalam biaya material. Tidak peduli dari perspektif teknologi dewasa atau dari perspektif persaingan, pengurangan biaya produksi secara terus menerus tidak dapat dihindari.
4. Akan ada lebih banyak penyesuaian dan produksi otomatis
Meminimalkan kesalahan manusia sangat penting untuk manufaktur aditif logam. Misalnya, saat menyesuaikan parameter ukuran titik dan tumpang tindih multi-laser, penilaian insinyur mungkin berbeda. Oleh karena itu, beberapa produsen peralatan seperti Farsoon Hi-Tech secara mandiri mengembangkan "Sistem kalibrasi cerdas multi-laser" yang memecahkan tantangan konsistensi multi-laser yang tumpang tindih hingga tingkat tertinggi, menjadikan kualitas dan kinerja pencetakan lebih seragam.
Kesalahan lain yang disebabkan oleh manusia meliputi perataan substrat bangunan, pembersihan serbuk bagian dalam pipa, dan pelepasan dukungan dan pasca-pemrosesan. Perangkat lunak dan perangkat keras saat ini membuat proses ini lebih cerdas. Meskipun tingkat otomasi saat ini masih terbatas, terlihat bahwa ini akan menjadi tren.
Meringkaskan
Keuntungan penerapan teknologi manufaktur aditif logam di bidang kedirgantaraan termasuk desain yang bebas, pemanfaatan material yang tinggi, biaya produksi yang rendah, dan manufaktur yang cepat. Setelah mengalami keraguan awal, ia mulai berkembang pesat.
Pencetakan logam 3D tidak hanya "dapat dicetak", kinerjanya harus memenuhi persyaratan pemasangan, produksi massal harus stabil, efisien, dan konsisten, biaya harus terus dikurangi, dan kemampuan inovasi desain dan peningkatan serta peningkatan proses harus terus ditingkatkan. Hanya dengan cara ini dapat menjadi bagian tak terpisahkan dari rantai pasokan manufaktur, dan proses yang dulunya "non-mainstream" ini dapat bertahan di musim dingin.