航空航天增材制造

制造业是航空航天工业的一个挑战。航空部件不仅非常复杂,而且还需要结构可靠,并满足几乎任何行业的最高质量保证标准。

为了降低成本和克服传统制造的挑战,许多航空航天公司正在从传统制造过程转向增材制造,以高效率地生产他们需要的复杂部件。

毫无疑问,增材制造正在改变航天工业。航空航天市场的增材制造预计将以122.17%的复合年增长率到2026年达到67.5亿美元。

传统制造与增材制造

传统制造与增材制造

加法制造一层一层地向三维物体的结构中添加材料的过程是基于印花CAD数据(一个数字3D模型)。它也通常被称为3 d打印技术

这不同于传统的制造过程,也被称为减法制造。在传统的制造中,材料被放入模具中硬化。当材料干燥或冷却后,从模具中取出多余的材料,形成最终产品——因此术语减法。

在传统的制造过程中,会发生以下步骤:

  • 为制造而设计(DFM),以确保零件的可制造性
  • 振动分析
  • 迭代
  • 制造
  • 测试
  • 迭代

在加法制造中,制造步骤较少,过程如下:

  • 设计
  • 预处理,确保设计可以打印
  • 迭代
  • 制造

基于CATIA模型的航空航天3D打印正在通过改变零件的制造方式彻底改变航空航天制造业。

以下是增材制造在航空航天应用中的六种方式。

1.构建具有复杂几何形状的部件

从直升机零部件到涡轮发动机,航空航天部件在有时非常狭小的空间中需要高度复杂的几何结构。

设计工程师可以使用打印CAD数据创建整个结构的3D模型,而不是单独创建小而复杂的部件,然后再将它们组合成整体。然后,3D打印机可以创建一个无缝部件,包括所有复杂的内部尺寸和复杂的几何形状,而不需要组装。

使用增材制造技术,可以用各种材料,包括金属和碳纤维,以更短的交货时间和更少的能源,制造出复杂的零件。

2.更高效的原型

不需要设计模具和外包生产,航空航天工程师可以在使用传统制造方法的一小部分时间内设计和打印原型。由于能够更快地创建和测试原型,航空公司可以加快推向市场的时间,并在竞争中保持领先地位。

在航空航天领域,按规格生产零件是非常重要的。在常规制造中,规格流程已经建立。然而,增材制造还没有建立规范流程,因此,确保已制造的部件按照规范生产并没有那么明确。

航空航天增材制造目前面临的一些挑战包括:

  • 通过创建一致的部件来满足制造标准——每个部件必须与之前生产的部件相同。
  • 更大规模的打印,因为3D打印是一项较新的技术。
  • 对航空航天工业的供应商来说,通过测试并满足合规标准——因为这些程序不是为添加制造的部件设立的。

3.具有成本效益的生产

增材制造应用于航空航天领域

增材制造不仅可以减少制造原型的时间,而且可以降低成本。

与传统制造业,材料浪费高达98%用于许多航空航天应用。你可能会在减法后得到很多金属碎片,而创建正确的模具是一个漫长的过程。

由于添加剂制造是添加而不是减去材料,它可以极大地减少材料浪费,帮助制造商节省生产成本。建立增材制造工艺有初始成本。但是,长期节省的费用超过了这些初步费用。

4.增加零件的内部强度

每一次更小的部件组合成一个更大的物体,就会降低整体结构的完整性。利用增材制造技术,设计工程师可以制造出完整的零件,包括空心中心和内部组件,而没有脆弱的连接处。

此外,增材制造可以很好地利用复合材料。这是一个增材制造比传统制造有明显优势的领域。

在加法制造中,当你沿着力入射的方向放置切片或层时,它会让你的最后一部分在那个方向上变得特别强。

5.创建轻量级组件

燃料是航空航天工业中最高的成本之一。减少燃料消耗的最好方法是制造更轻的零件。不幸的是,当使用传统制造时,几乎不可能在不牺牲结构完整性的情况下制造出更轻的部件。

不需要连接部件,如螺栓和螺钉,增材制造工艺可以减少25%的车架重量,同时增加结构的完整性。增材制造不仅降低了燃料消耗,而且还提高了飞机的整体强度。

6.减少存储需求

在所有行业中,航空航天行业的供应链最为冗长。为了获得可用的零部件,许多航空公司在仓库中储存了大量的零部件——这是另一个成本和物流问题。

由于增材制造工艺快速高效,航空航天制造商可以在内部生产零部件(包括定制零部件),所需时间和成本都比通过标准供应链订购低得多。这减少了手头上的零件或维护广泛的存储设施的需要。

航空航天增材制造的未来

增材制造的未来

由于能够快速高效地创建定制的、轻量级的、结构良好的部件,难怪许多企业正在转向航空航天应用的增材制造。

当谈到航空航天增材制造的未来时,CAD模型发挥中心作用。考虑到在航空航天中可用的增材制造的例子和研究前景,很明显,CAD模型目前正在使用,并对航空航天公司有价值。

随着越来越多的航空公司从传统制造工艺转向增材制造工艺,长期以来,人们将更多地关注打印CAD模型的能力。

拥有超过35年的3D建模专业知识行业,空188bet金搏宝金宝搏的后续网站间公司创建了优越的预处理CAD数据,并具有工具构建预处理软件,打印精密、几何精度高的航空航天CATIA三维打印模型。

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