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Out of This World Tech: le rôle passionnant de l'impression 3D dans l'industrie aérospatiale

Out of This World Tech: le rôle passionnant de l'impression 3D dans l'industrie aérospatiale


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Si vous avez appris quelque chose au cours des deux dernières semaines, c'est que l'impression 3D perturbe à peu près toutes les industries du monde entier. L'impression 3D a changé la façon dont nous concevons et produisons des vêtements. Il change la façon dont les voitures sont fabriquées et livrées, et il a même fait son chemin dans certaines de nos cuisines. Vous avez probablement également une imprimante FDM sur votre bureau à la maison.

Néanmoins, le plaisir et l'innovation ne s'arrêtent pas là. Dans une analyse générale approfondie des tendances du marché de l'impression 3D 2020, 3D Hubs décompose l'influence croissante de l'industrie de la fabrication additive. La fabrication additive annuelle se développe 24% chaque année, le marché de l'impression 3D devant atteindre environ 21 milliards de dollars dollars dans le monde. Comme mentionné dans le rapport, la demande de fabrication additive croît à une vitesse vertigineuse, grâce à une nouvelle vague d'entrepreneuriat expansive et à des matériaux, techniques et technologies d'impression 3D plus efficaces.

Comme vous pouvez le constater, nous sommes ravis de voir autant d'entreprises différentes de l'industrie adopter la fabrication additive. Cependant, une industrie est susceptible de bénéficier de la fabrication 3D, aidant les humains à voyager d'un pays à l'autre, sur la lune et au-delà. Vous l'avez probablement deviné, l'industrie aérospatiale.

Faire de l'impression 3D au-delà et au-delà

L'industrie aérospatiale a profité de l'impression 3D dès 1989, l'adoption de la technologie émergente prenant de l'ampleur au cours des deux prochaines décennies. L'impression 3D dans l'industrie aérospatiale n'est peut-être pas aussi voyante ou évoquée que la fabrication de chaussures ou de voitures, mais les changements apportés par la technologie émergente pourraient éventuellement aider notre espèce à coloniser de nouvelles planètes. Mais nous sommes en avance sur nous-mêmes.

Comme beaucoup d'autres industries, l'impression 3D est attrayante car elle permet aux entreprises de créer rapidement des prototypes d'idées ou de créer des pièces entièrement fonctionnelles à une fraction du coût et en beaucoup moins de temps que les méthodes de fabrication standard. L'hyper-personnalisation permettra aux ingénieurs d'imprimer des pièces à la demande pour répondre à tout défi potentiel de conception ou de réparation. En bref, l'opportunité de produire des pièces coûteuses plus légères, plus fiables et plus rapides que jamais est une trop belle opportunité à laisser passer dans l'industrie aérospatiale.

Contribuer à 16% du chiffre d'affaires global de l'impression 3D en 2015, la fabrication additive est utilisée pour aider à la production d'avions commerciaux, à la création de nouveaux engins spatiaux et même à la production de satellites. Aujourd'hui, nous allons explorer certaines des façons les plus passionnantes de la fabrication additive pour avoir un impact sur l'industrie aérospatiale.

Nous pourrions avoir des fusées imprimées en 3D emmener les humains sur Mars.

Si vous possédez une imprimante 3D FDM, vous avez probablement passé d'innombrables heures à imprimer en 3D divers objets, peut-être même quelques fusées d'arrière-cour? Votre imprimante FDM standard utilise un matériau thermoplastique qui est fondu au contact de la buse de l'imprimante, refroidissant instantanément en touchant la surface d'impression donnée. Cependant, ce que vous ne savez peut-être pas, c'est que vous pouvez imprimer divers matériaux, y compris du métal. La fabrication additive des métaux est une technologie qui a énormément évolué au fil des ans. La production de composants et d'assemblages métalliques coûteux est très intéressante pour les programmes spatiaux de la NASA et des organisations privées comme SpaceX ou Virgin Orbit.

En fait, la NASA et Virgin Orbit ont déjà commencé à tester une chambre de combustion de fusée imprimée en 3D. Pour les non-initiés, Virgin Orbit utilise ses ressources pour lancer des fusées qui transportent généralement de petits satellites dans l'espace. Récemment, Virgin Orbit a fait appel aux experts de la NASA dans le but de créer une chambre de combustion imprimée en 3D, «combinant plusieurs matériaux et tirant parti de processus de fabrication de pointe». Plus encore, si vous ne savez pas, une chambre de combustion est considérée comme le cœur d'un moteur de fusée. Le carburant et une source d'oxygène appelée comburant sont mélangés et explosés à l'intérieur de la chambre.

En utilisant un alliage de cuivre additif, connu sous le nom de GRCop-84, créé par Marshall et Glenn en 2014, ainsi que la machine hybride additive / soustractive de Virgin Orbit pour appliquer une deuxième gaine en superalliage bimétallique, l'équipe de collaboration a pu tester avec succès la combustion. chambre. Pour ce faire, ils ont utilisé des propulseurs oxygène / kérosène liquides à haute pression. C'était impressionnant. La chambre de combustion a livré plus de 2000 livres de poussée réussie dans près de deux douzaines, 60 secondes essais de tirs.

Paul Gradl, ingénieur senior de la NASA, a exprimé son enthousiasme pour le projet en déclarant: "Traditionnellement, il faut plusieurs mois pour fabriquer, tester et livrer une chambre de combustion conventionnelle. Nous pouvons réduire considérablement ce temps."

"La fabrication additive est conçue pour augmenter et améliorer les processus traditionnels. Elle offre de nouvelles opportunités de conception et de performance et produit un matériel hautement durable - et avec ce partenariat, nous faisons progresser cette capacité encore plus loin."

Dans un avenir pas si lointain, les moteurs produits via le processus de fabrication additive pourraient nous emmener sur Mars et plus loin.

Les avions commerciaux commencent à utiliser des pièces imprimées en 3D.

Ne t'inquiète pas. Personne n'imprime en 3D des pièces FDM de mauvaise qualité et ne les met dans un avion pour économiser de l'argent. Néanmoins, des pièces industrielles haut de gamme fabriquées en 3D ont déjà fait leur chemin sur quelques avions commerciaux, et pour une bonne raison. Selon EOS, l'impression 3D peut être utilisée pour réduire le poids de certains avions autant que 40-60%, et ce n'est que le début. En fait, un seul composant conçu et fabriqué avec l'impression 3D pourrait réduire la traînée de l'air en 2.1%, ce qui réduit les coûts de carburant en 5.41%. Airbus a pris note, équipant son A350 XWB de plus 1,000+ Pièces imprimées en 3D.

Plus encore, tout comme dans d'autres domaines de l'industrie aérospatiale, la fabrication additive permet à des entreprises comme Boeing et Airbus d'accélérer la production. L'un des plus grands défis de cette industrie est de remplir toutes les commandes nécessaires d'avions commerciaux, les deux entreprises ayant 5,000-8,000 avions en retard annuellement. La demande ne devrait qu'augmenter au cours des prochaines années, la fabrication additive pourrait s'avérer une aubaine. On estime que Boeing, jusqu'à présent, a utilisé 60 000 pièces pour ses avions.

Drones et satellites imprimés en 3D

Les satellites peuvent être coûteux. Cependant, comme vous l'avez probablement deviné, la fabrication additive est là pour résoudre ce problème. Les ingénieurs de la division Défense et Espace d'Airbus ont utilisé l'impression 3D pour créer un cadre en titane capable de résister à des plages de température de -170 à 100 degrés celsius. Grâce à la puissance de la fabrication additive, l'équipe a pu réduire les coûts de production jusqu'à 20%, créant un produit plus léger et géométriquement optimisé par rapport aux itérations précédentes du satellite.

Nos amis de la start-up Stratodyne LLC, font également des vagues dans l'industrie aérospatiale. L'équipe du Midwest utilise des méthodes de prototypage rapide avec leur filament pour créer des satellites stratosphériques sur mesure qui peuvent être déployés en aussi peu que quelques heures à proximité de leur emplacement ciblé. Les satellites peuvent tout fournir, de la surveillance des actifs aux mesures scientifiques. Ces alternatives bon marché et durables aux satellites peuvent même être utilisées pour les télécommunications, la télédétection ou la collecte de données géospatiales.

Comme décrit par l'équipe de Statodyne LLC, "Contrairement aux satellites conventionnels qui nécessitent des mois de tests, des millions de dollars et des semaines pour atteindre l'orbite au-dessus de l'emplacement souhaité, nos StratoSats peuvent être déployés en moins d'une journée pour un coût minime . "

"Les satellites conventionnels deviennent des débris spatiaux dangereux une fois leur durée de vie épuisée ou provoquent la libération de centaines de tonnes de gaz à effet de serre lors de leur lancement, mais nos StratoSats peuvent être remis au sol et relancés pour de nouvelles missions, ne laissant pratiquement aucune empreinte écologique. sur notre planète ou au-delà. "

Enfin, Stratodyne LLC développe actuellement des drones spatiaux proches capables d'effectuer des vols de longue durée comme alternative bon marché aux satellites.

L'impression 3D rendra les voyages dans l'espace lointain beaucoup plus faciles à gérer.

Planifier ce qu'il faut apporter lors de vos prochaines vacances d'une semaine est stressant. Imaginez essayer de planifier la logistique d'un voyage en territoire inconnu, dans lequel le voyage lui-même prendrait 6-8 mois. Telle est la réalité actuelle pour ces organisations qui tentent de nous amener sur Mars. Mettons certaines choses en perspective. Selon la NASA, pour faciliter la vie des astronautes vivant sur la Station spatiale internationale, qui ne concerne que 400 kilomètres au-dessus de la Terre, l'ISS doit recevoir annuellement 3175 kilos de pièces détachées, 13154 kilos de pièces de rechange pour le matériel de vol spatial, et un autre 17,690 kilos de pièces de rechange prêts à l'emploi à tout moment.

La proximité de la Station spatiale internationale avec notre planète rend tout cela possible. Cependant, ce n'est ni pratique ni même réaliste lors de voyages sur la Lune et sur Mars. De plus, si vous pouviez emballer un gros vaisseau spatial avec suffisamment de fournitures, ce serait extrêmement coûteux et loin d'être efficace. Pourtant, c'est là que l'impression 3D peut venir à la rescousse.

In-Space Manufacturing, ou ISM, de la NASA au Marshall Space Flight Center de la NASA, étudie actuellement les moyens par lesquels la technologie d'impression 3D pourrait littéralement alléger la charge de la mission dans l'espace. Des partenaires ISM comme Made in Space ont développé des techniques 3D de fabrication de filaments fondus. Ce processus implique l'introduction d'un fil continu de plastique à travers une extrudeuse chauffée et sur un plateau couche par couche pour créer un objet tridimensionnel. Actuellement, des recherches explorent les méthodes d'impression 3D les plus efficaces dans l'espace, permettant aux astronautes d'imprimer des outils simples du quotidien.

Dans un exemple, des chercheurs de la Terre ont pu envoyer une conception 3D d'une clé à des astronautes sur l'ISS. D'autres domaines de l'ISM explorent actuellement les possibilités d'imprimer des matériaux plus durables dans l'espace. Le but final éventuel? Imaginez pouvoir imprimer entièrement une pièce imprimée en 3D fonctionnelle sans avoir à compter sur des personnes sur Terre pour créer la pièce et vous l'envoyer pendant que vous attendez des centaines de milliers de kilomètres.

«En fin de compte, l'ISM est essentiel pour les futures missions d'exploration, et tester ces systèmes de fabrication sur la station spatiale ouvre la voie à permettre à ces missions d'être plus indépendantes de la Terre. Avec les nombreux partenaires commerciaux du projet, il représente également un aspect important du faible niveau de la NASA. -Initiatives de commercialisation en orbite terrestre. Sans compter que cela libère tout l'espace précédemment utilisé pour stocker les pièces de rechange », déclare la NASA

Enfin, comme mentionné dans notre article précédent, les chercheurs étudient actuellement des moyens d'imprimer des aliments dans l'espace. La nourriture spatiale est toujours la chose la plus délicieuse à manger. Au rythme actuel d'innovation dans l'industrie de l'impression 3D, les astronautes pourraient bientôt être en mesure d'imprimer non seulement une grande variété d'aliments, mais aussi des plats adaptés aux besoins biologiques actuels d'un individu.

Au futur

La fabrication additive dans l'industrie aérospatiale est passionnante. Cela change toutes les facettes de l'industrie, de la façon dont les composants cruciaux sont prototypés à la production globale de pièces entièrement fonctionnelles. La fabrication additive contribue également à rendre la production beaucoup plus rapide et fiable tout en réduisant les coûts de production.

Les employés des agences spatiales du monde entier sont enthousiasmés par toutes les façons potentielles d'appliquer la technologie d'impression 3D à l'avenir des voyages dans l'espace. Dans un avenir pas si lointain, l'impression 3D pourrait jouer un rôle essentiel dans l'établissement de colonies à long terme sur Mars. En combinant l'IA et la robotique, la fabrication additive pourrait jouer un rôle crucial dans la création de civilisations à long terme.


Voir la vidéo: Comment faire une TOUR DE TEMPÉRATURE et CALIBRER un nouveau filament en impression 3D - DraftPlast (Juin 2022).


Commentaires:

  1. Mooguk

    Il est dommage que je ne puisse rien vous aider. J'espère que vous serez d'aide ici. Ne désespérez pas.

  2. Nentres

    Si vous dites que vous n'avez pas raison.

  3. Brandelis

    I find that you have been misled.

  4. Lalor

    Désolé pour le hors-sujet, pouvez-vous me dire où vous pouvez obtenir le même joli modèle pour un blog ?



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