Титановые суперсплавы очень полезны для аэрокосмической промышленности, помогая компаниям уменьшить углеродный след, делая самолеты более экономичными. 3D-печать компонентов, изготовленных из титановых суперсплавов, стала популярной в этом секторе благодаря удобству, скорости и производству легких компонентов.

Изображение предоставлено: aapsky / Shutterstock.com

Недавнее партнерство между Titomic и Ascent Aerospace, вероятно, будет способствовать развитию 3D-печати титана в аэрокосмической промышленности.

Аддитивное производство (АМ) перешло от производства дорогих одноразовых прототипов к тому, чтобы революционизировать целые отрасли промышленности, изменив способ производства их основных продуктов. Одним из крупнейших последователей AM является аэрокосмическая промышленность. Оба сектора движимы инновациями, а разработки подкрепляют друг друга.

Сокращение авиационных выбросов с помощью легких самолетов
 

За последние несколько лет стоимость внедрения AM значительно снизилась: всего несколько лет назад 3D-принтеры стоили примерно 50 000 долларов США, а теперь их можно купить примерно за 1800 долларов США.

Аэрокосмическая отрасль испытывает все большее давление с целью сократить потребление топлива, сократить расходы и сократить выбросы углерода. Каждый дальний рейс обычно производит больше выбросов углекислого газа, чем человек может вызвать за целый год.

Воздушные перевозки приобретают все большую популярность: с 1990 по 2019 годы рост составил 300%. В связи с тем, что мир стремится сократить выбросы, обратить вспять пагубные последствия изменения климата, отрасль ищет инновационные способы уменьшения своего углеродного следа.

Уменьшение веса самолета является важной стратегией, позволяющей сделать полет более экономичным, поскольку более легкие самолеты требуют меньше топлива для перевозки на одинаковом расстоянии. Поэтому исследования по разработке легких материалов, которые работают так же хорошо или лучше, чем современные материалы, были в центре внимания технологических разработок в дизайне самолетов.

Титановые суперсплавы предлагают авиационной промышленности отличную возможность снизить вес важных компонентов. Материал обладает высокой устойчивостью к коррозии, имеет превосходное соотношение прочности и веса и хорошо работает при чрезвычайно высоких температурах, что делает его пригодным для использования при создании деталей для самолетов.
 

В результате замены компонентов самолета на компоненты, изготовленные из титана, вес самолета становится меньше, что делает его более экономичным. Компании в авиационном и космическом секторах переходят от использования алюминиевых сплавов к производству компонентов самолетов и космических аппаратов из титановых сплавов.
 

Переход на титан в аэрокосмическом производстве

Использование титана вместо обычных материалов позволяет значительно снизить вес важных компонентов самолета. Например, средняя турбина для большого реактивного самолета весит примерно 6350 кг. Тем не менее, тот же двигатель, построенный частично из титана, весит примерно на 340 кг меньше.

Rolls-Royce изучает возможность использования титана в лопастях и корпусах турбин для снижения веса своих двигателей.
 

Главный инженер UTC Aerospace Systems Джефф Хант сообщает, что вес шасси можно уменьшить на тысячи килограммов, перейдя на более легкие металлические сплавы, такие как титан.
 

Титан также превратился в невероятно полезный материал в космической промышленности, поскольку многие транспортные средства, изготовленные НАСА, изготавливаются из этого материала.

3D-печать в аэрокосмической промышленности

В последние годы популярность 3D-печати в аэрокосмической отрасли быстро растет. Именно эта технология производства помогла повысить репутацию и адаптивность производства титана в аэрокосмической промышленности.
 

Ожидается, что использование титана в 3D-печати в ближайшие годы будет быстро расти, увеличившись с рыночной стоимости в 518 миллионов долларов в 2022 году до более, чем 1 миллиарда долларов в 2026 году. В то время как некоторые рынки будут стимулировать этот рост, например, в стоматологической и медицинской отраслях. Аэрокосмическая отрасль также станет основной отраслью, освоившей производство титана.
 

Титан обладает многими свойствами, которые делают его полезным для аэрокосмического сектора. Однако его способность использовать в 3D-печати является еще одним фактором, способствующим его широкому распространению в аэрокосмическом производстве.

3D-печать является очень выгодной технологией производства для аэрокосмической отрасли, особенно сейчас, когда затраты, связанные с настройкой и эксплуатацией, значительно сократились. 3D-печать может производить одноразовые изделия на месте. Это означает, что большие производственные циклы больше не требуются, поэтому компоненты можно создавать по мере необходимости, что сокращает количество отходов и время ожидания. Поскольку они могут быть напечатаны на месте, это не только позволяет мгновенно получить необходимые компоненты, но и дополнительно снижает выбросы, связанные с промышленностью, устраняя необходимость в доставке деталей самолета курьером.

Titomic - австралийская компания, известная своими передовыми материалами и технологиями 3D-печати. Он успешно продемонстрировал, что компоненты самолета, включая планер, лопасти, отливки, диски, крепления и шасси, могут быть изготовлены с использованием титана вместе с 3D-печатью.
 

Авиационная отрасль - идеальный ландшафт для развития и развития процесса 3D-печати деталей. Это связано с тем, что все детали, используемые в самолетах, должны соответствовать невероятно высоким мерам безопасности, заставляя 3D-печать создавать компоненты с высочайшим уровнем точности, надежности и качества. Одобренные компоненты, изготовленные из титановых сплавов для авиационной промышленности, вероятно, подойдут для использования в других секторах.

Партнерство между Titomic и Ascent Aerospace
 

Недавно было подписано соглашение между Titomic и Ascent Aerospace, американским поставщиком аэрокосмической и оборонной оснастки и автоматики, для производства аэрокосмической оснастки с использованием метода Titomic Kinetic Fusion.

Партнерство будет осуществляться в два этапа, первый из которых будет этапом проверки, где Titomic будет использовать систему TKF9000 для создания утвержденного инструмента Invar36 для клиента Ascent. Процесс будет проходить тестирование, чтобы определить его выполнимость как процесса в более широком масштабе.

На втором этапе проекта Titomic и Ascent разработают стратегию совместных продаж для поставки аэрокосмического инструментария в более короткие сроки.
 

В случае успеха проект, скорее всего, приведет к росту 3D-печати титановых компонентов в аэрокосмической промышленности, и компании получат выгоду от более короткого времени выполнения заказа, высококачественных компонентов и сокращения выбросов углерода.

Автор Сара Мур

Источник