3D-Druck in der Luftfahrt - Strukturkunststoffe und Metalle
Artikel
3D-Druck in der Luftfahrt - Strukturkunststoffe und Metalle

3D-Druck in der Luftfahrt - Strukturkunststoffe und Metalle

 

In diesem Artikel: der Boeing Chinook Hubschrauber hat auch Teile mit einem 3D-Drucker gedruckt.

 

Heute wollen wir über den 3D-Druck sprechen, wenn wir voll funktionsfähige Prototypen und Serienmodelle der Flugzeugtechnik entwickeln. Stratasys ist in diesem Bereich kein Monopol mehr, andere Hersteller holen es in Bezug auf das Preis-Leistungs-Verhältnis ein.

 

Eigenschaften

 

Kunststoffe, die als Struktur- und Aufbauten bezeichnet werden, sind beständig gegen Hitze und Kälte, chemisch aktive Medien und Lasten.

 

Polycarbonat-Filamente

 

Polycarbonat ist temperaturbeständiger als ABS und in Säuren nicht löslich. Zerstört durch Ultraviolett- und Ölprodukte.

 

 

Mischung aus ABS und PC

 

3D-gedruckte Trainingsreplik des MQ-9 Unbemannte Militärflugzeugs der US Air Force.

 

Alloy PC und ABS sind gut gefärbt und poliert, haltbar bis -50 ° C.

 

Polyamide

 

Unbemannter Airbus Thor, 4 Meter, 21 kg.

 

Tabelle der Eigenschaften:

 

Abriebfestes Material, geeignet für den Druck beweglicher Teile von Mechanismen wie Zahnrädern.

 

Hochtemperatur-Superstruktur-Kunststoffe

 

Die oben beschriebenen Materialien werden auf normalen 3D-Druckern gedruckt. Superkonstruktive Kunststoffe erfordern mehr verschleißfeste und hitzebeständige Extruder und eine konstante Erwärmung der Arbeitskammer.

 

PEEK

 

 

 

Flügel aus dem Material Roboze Carbon-PEEK. Produziert auf ARGO 500.

 

Teile aus PEEK, Polyetheretherketon, werden bei Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius kurzzeitig bis 300 betrieben. Der Hauptnachteil sind die Kosten.

 

PEI

 

 

Airbus verwendet PEI-Komponenten in seinen A350 XWB-Flugzeugen.

 

Polyetherimid wird unter dem Markennamen Ultem von SABIC hergestellt. Nach den Eigenschaften ist PEI PEEK unterlegen, aber es gewinnt viel im Preis. Die Ultem-Marken 1010 und 9085 sind die wichtigsten Rohstoffe von Stratasys mit 3D-Druck von mechanischen Teilen von arbeitenden Prototypen. Die Masse der PEI-Teile ist geringer als die Masse ähnlicher Aluminiumteile mit mechanischer Festigkeit. Bedienung - bis 217 Celsius nach Spezifikationen, 213 - nach Stratasys Tests.

 

 

PPSF (PPSU)

 

Der Hersteller von Elektroflugzeugen Eviation Aircraft verwendet 3D-Druck für alles vom Prototyping bis zur Produktion.

 

Polyphenylsulfon kombiniert auch Beständigkeit gegen niedrige und hohe Temperaturen, Beständigkeit gegen aggressive Chemie und Festigkeit. Das Material ist für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt zertifiziert.

 

PSU

 

Ein Gegenstand eines Boeing Chinook Helikopters, der auf einem 3D-Drucker vom Netzteil gedruckt wurde.  

 

Weniger beständig als PC, aber beständig gegen Reagenzien und Hydrolyse.

Bewahrt die Festigkeitseigenschaften in kochendem Wasser. Führt keinen Strom, verdunstet keine toxischen Substanzen, riecht nicht, unterstützt keine Verbrennung. Verliert keine Eigenschaften bis zu 175 Grad Celsius. Die Kosten sind niedriger als die von PPSU, etwa ein Drittel.

 

Metals

Blätter von Turbinen von Flugzeugtriebwerken.

 

3D-Druckprodukte aus Metall übertreffen die beim Gießen erzielte Festigkeit. 3D-Druck mit Metall ermöglicht es, komplexe Metallteile in einer Kopie viel billiger als mit herkömmlichen Methoden zu erhalten.

 

Fälle

 

GE erlebte den Flugzeugtriebwerk Advanced Turboprop, das viele bedruckte Teile enthielt.

Der Motor wurde 45 Kilogramm leichter, die Kraftstoffeffizienz stieg um 20%, was zu einer zehnprozentigen Leistungssteigerung führte.

 

Vereinigte Start-Allianz, Raketenwerfer von Atlas V und Delta IV verwenden ULTEM 9085 in Raketenentwürfen.

Einsatzbereich - von minus 60 bis plus 107 Grad Celsius. Das Material wird in den Kanälen des Luftsystems verwendet, was die Anzahl der Teile um fast das Zehnfache von 140 auf 16 reduzierte und die Produktionskosten um 57% reduzierten.

3D-Druck, Ultem 9085, Ultem 1010, FDM

 

Stratasys Direktfertigung und Motoreinheit NASA Produzieren Sie eine 3D-Druckunterstützung für Antennen-Arrays von Satellitensystemen. ULTEM 9085 wird wegen seiner Festigkeit, vergleichbar mit der Festigkeit von Aluminium, bei einer viel geringeren Masse gewählt.

 

3D-Druck, Ultem 9085, Ultem 1010, FDM

 

VIAM

Bereits bei 2015 haben die Spezialisten dieses Instituts einen Drallkörper für das Frontend-Brennkammergerät des Perspektivmotors PD-14 entwickelt. Seitdem wurden mehr als zweihundert Swirler gedruckt.

 

 

VIAM produzierte eine Probe eines kleinen Gasturbinentriebwerks (MGTD), das für Drohnen konstruiert wurde.

 

 

Der Motor wurde mit SLM-Technologie gedruckt. Als Rohmaterialien wurden pulverförmige metallische Materialien verwendet. Diese Technologie beschleunigt die Produktion bis zu 30-Zeiten.

MGTS wurde auf einem Prüfstand getestet.

 

 

JSC "ODK-Klimow"

Entwickelt einen MPE-Motor (Prospektive Helikopter), der 3D-Druck mit Metallen und polymeren Strukturmaterialien optimal ausnutzt. Die Präsentation des Demo-Samples wird 2021-Jahr, dem Ende der Entwicklung - zu 2025 versprochen.

 

Montagewerk von JSC "ODK-Klimov", September 2016. Foto von bmpd.livejournal

 

Es wird erwartet, dass die Motormasse im Vergleich zu bestehenden Analoga um 15% und Kosteneinsparungen im Betrieb um 30% abnehmen wird.

 

CIAM

Erfolgreich getestet 3D-gedruckte Proben von verschiedenen Motorteilen, wie z. B. eine Überschalldüse, für Geschwindigkeit in 1,3 Max entwickelt, in nur 36 Stunden gedruckt.

Die Anwendung von additiven Technologien bietet eine höhere Genauigkeit und die Möglichkeit, massive Elemente mit komplexer innerer Geometrie zu erzeugen, z. B. Turbinenschaufeln mit internen Kühlkanälen.

 

Foto von aviation21.ru

 

Ausrüstung

 

Anlagen zum Drucken von technischen Kunststoffen können in zwei Gruppen unterteilt werden, mit Drucktemperaturen bis zu 300 Grad Celsius und über 300, normalerweise um 450 herum.

 

Intamsys

 

Funmat und Funmat Pro drucken alle gängigen Kunststoffe, von PLA und ABS bis zu Nylon und Verbundwerkstoffen. Funmat HT und Funmat Pro HT sind für feuerfeste Strukturkunststoffe wie PEEK, PPSU und Ultem konzipiert.

 

Intamsys FUNMAT und FUNMAT HT

Arbeitskammer - ein Würfel mit Kanten 260 mm Dicke - von 50 mgr; m, der Düsendurchmesser - 0,4 mm.

Die Temperatur des Extruders des jüngeren Modells ist bis 280 ° C, die Tabellen sind bis 150 ° C, die HT-Modelle jeweils - 450 und 160 ° C. Auch in der HT-Version bis 90 Grad wird das gesamte Volumen der Kamera beheizt.

 

Intamsys FUNMAT PRO, FUNMAT PRO HT

Die Funmat Serie PRO unterscheidet sich in der Größe der Kamera: 450 x 450 x 600 mm.

Andere Eigenschaften sind ähnlich.

 

Sinterit

 

Sinterung Lisa

 

 

Drucke aus PA12 Nylon und Flexa Black Material. Die maximale Größe für den Druck PA12: 90h110h130 mm und 110h130h150 mm flexa Schwarz jeweils die Wandstärke der Teile 0,4 mm.

 

Sinterit PA12

 

Polyamid 12, eines der Strukturnylons, ist temperaturbeständig bis 173-180 Grad Celsius.

 

DWS

DWS produziert stereolithographische 3D-Drucker für den Druck von Photopolymeren, einschließlich DWS XFAB 2500HD.

 

DWS XFAB 2500HD

 

Die Arbeitskammer des Druckers ist ein Zylinder mit einem Durchmesser von 180 mm. Druckt Ebenen von 10-Mikrometern.

Mit der Technologie können Sie Proben mit einer komplexen internen Struktur mit sehr hoher Genauigkeit drucken. Dies ist der Hauptvorteil von SLA.

 

Befund

 

Additive Technologien in der Luftfahrtindustrie spielen eine wichtige Rolle bei der Erstellung von Prototypen und funktionalen Details, wodurch die Kosten für beide erheblich gesenkt werden.

 

Top 3D Shop Auswahl, Verkauf und Installation von Geräten für den 3D-Druck und das metrologische 3D-Scannen für alle Produktionsaufgaben.

 

Abonniere unseren Kanal auf Youtube, um das interessante Video über digitale Produktion und additive Technologien und ihre Anwendung nicht zu verpassen.

 
.

Beste in der Welt der Luftfahrt

US Air Force
Nachrichten
Der ehemalige Verteidigungsminister der DNR, Igor Strelkow, hat Russland eine schockierende Aussage gemacht
nach oben