Od XX wieku ludzie byli zafascynowani badaniem kosmosu i poznawaniem tego, co leży poza Ziemią. Ten artykuł przedstawia głównie niektóre prace NASA (Narodowej Agencji Kosmicznej) i ESA (Europejskiej Agencji Kosmicznej) w zakresie eksploracji kosmosu. Dużym graczem w tym podboju jest druk 3D. Technika ta zyskuje na popularności w przemyśle lotniczym ze względu na możliwość szybkiego i taniego wytwarzania skomplikowanych części. Można go używać do tworzenia satelitów, skafandrów kosmicznych i elementów rakiet. W rzeczywistości, według SmarTech, wartość rynkowa produkcji addytywnej w prywatnym przemyśle kosmicznym ma osiągnąć 2,1 miliarda euro do 2026 roku. Rodzi to pytanie: w jaki sposób druk 3D może pomóc ludziom być bardziej widocznymi w kosmosie?
Początkowo druk 3D był wykorzystywany głównie do szybkiego prototypowania w sektorach medycznym, motoryzacyjnym i lotniczym. Jednak w miarę rozprzestrzeniania się technologii jest ona coraz częściej wykorzystywana w komponentach użytku końcowego. Techniki wytwarzania addytywnego z metalami, w szczególności laserowe stapianie proszkowe (L-PBF), umożliwiły produkcję szerokiej gamy części metalowych o właściwościach i odpornościach odpowiednich do ekstremalnych warunków kosmicznych. Inne techniki drukowania 3D, takie jak ukierunkowane osadzanie energii (DED), lepiszcze strumieniowe i procesy wytłaczania, są również wykorzystywane do produkcji komponentów lotniczych. W ostatnich latach pojawiły się nowe modele biznesowe, a firmy takie jak Made in Space i Relativity Space wykorzystują druk 3D do projektowania i produkcji komponentów lotniczych.
△Relativity Space opracowuje drukarki 3D dla przemysłu lotniczego (źródło: Relativity Space)
Technologia 3D w lotnictwie
Przyjrzyjmy się bliżej różnym technologiom druku 3D stosowanym w przemyśle lotniczym. Przede wszystkim należy zaznaczyć, że obróbka addytywna metali, zwłaszcza L-PBF, jest najszerzej stosowana w tej dziedzinie. Proces wykorzystuje energię lasera do łączenia proszku metalicznego warstwa po warstwie. Jest szczególnie odpowiedni do produkcji małych, złożonych, delikatnych i niestandardowych części. Producenci z branży lotniczej mogą również skorzystać z DED, który osadza metalowy drut lub proszek, głównie do naprawy, powlekania lub produkcji niestandardowych elementów metalowych lub ceramicznych.
Natomiast natryskiwanie spoiwem, pomimo swoich zalet w zakresie szybkości produkcji i niskich kosztów, nie nadaje się do wytwarzania części o wysokich właściwościach mechanicznych. Dzieje się tak dlatego, że wymaga etapu wzmocnienia po obróbce, co wydłuża czas produkcji produktu końcowego. Technologia wytłaczania jest również skuteczna w środowisku kosmicznym, ale nie wszystkie polimery nadają się do użytku w kosmosie, a wysokowydajne tworzywa sztuczne, takie jak PEEK, mogą zastąpić niektóre części metalowe ze względu na swoją wytrzymałość. Jednak ten proces drukowania 3D wciąż nie jest powszechnie dostępny, ale może stać się cennym atutem w eksploracji kosmosu dzięki zastosowaniu nowych materiałów.
△Fuzja laserowa na łożu proszkowym to szeroko stosowany proces w druku 3D w przemyśle lotniczym (źródło zdjęcia: DMG Mori)
