3D-printen in de lucht- en ruimtevaartindustrie

Onze diensten bestrijken de gehele productontwikkelingscyclus, inclusief ontwerpvalidatie, productie van complexe componenten, maatwerkproductie en levering van medische onderdelen in kleine series.
We richten ons op het versnellen van ontwikkelingscycli, het verlagen van kosten en het in staat stellen van klanten om een concurrentievoordeel te behalen in de medische sector.
Onze expertise omvat het creëren van lichtgewicht constructieonderdelen, turbinebladen, raketmotorcomponenten en warmtewisselaars. Met behulp van geavanceerde 3D-printtechnologieën werken we met hoogwaardige materialen voor de lucht- en ruimtevaart, zoals titaniumlegeringen, Inconel en aluminiumlegeringen. Deze materialen bieden een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding, hoge thermische weerstand en ongeëvenaarde betrouwbaarheid. Ons doel is om klanten te helpen de ontwikkeling te versnellen, de productiekosten te verlagen en een voorsprong te behouden in de competitieve lucht- en ruimtevaartindustrie.
Door gebruik te maken van de allernieuwste 3D-printtechnologieën stelt AptPrototype luchtvaartbedrijven in staat superieure prestaties te leveren en concurrerend te blijven in een snel evoluerende sector.
De impact van 3D-printen op de lucht- en ruimtevaart
Vanuit het perspectief van de industriële keten
3D-printtechnologie is naadloos geïntegreerd in de gehele levenscyclus van de lucht- en ruimtevaartindustrie, inclusief onderzoek en ontwikkeling, productie en service na verkoop. Door gebruik te maken van additive manufacturing worden lucht- en ruimtevaartproducten lichter, compacter en beter presterend. Dit verbetert de algehele efficiëntie van de industrie aanzienlijk en zorgt voor een comfortabelere reiservaring voor passagiers.
SLM-toepassingen in MTU-vliegtuigmotoren (Duitsland)
Jaar: 2020
Instelling: Een nationaal laboratorium van de VS
Technologie: Laseradditieve productie (LAM)
Resultaat:
Met behulp van LAM-technologie werd een straalpijp van rheniumlegering voor SM-3-raketten geproduceerd. Dit verlaagde de productiekosten met 50% en halveerde de productietijd. De straalpijp bleek uitzonderlijk bestand tegen hitte en corrosie, wat een doorbraak betekende in raketvoortstuwingssystemen.
3D-geprinte onderdelen voor de J-2X raketmotor (NASA)
Jaar: maart 2013
Instelling: NASA en haar contractanten
Technologie: Selectief lasersinteren (SLS)
Resultaat:
NASA gebruikte 3D-printing om uitlaatpoortdeksels te produceren voor de J-2X raketmotor, waardoor de productietijd met 80% en de kosten met 30% werden verlaagd. De onderdelen werden uitgebreid getest in extreme omstandigheden, wat hun uitzonderlijke betrouwbaarheid bewees.
Miniatuurstraalmotor voor RC-vliegtuigen (VS)
Jaar: 2015
Instelling: Een Amerikaans onderzoeksteam
Technologie: Laserpoederbedfusie
Resultaat:
Met behulp van 3D-printen is een volledig functionerende miniatuurstraalmotor ontworpen en vervaardigd, met geoptimaliseerde interne kanalen die snelheden tot 33.000 toeren per minuut mogelijk maken. Dit project toonde het potentieel van 3D-printen voor het ontwerpen van complexe componenten aan.
SLM-toepassingen in MTU-vliegtuigmotoren (Duitsland)
Jaar: 2017
Instelling: MTU Aero Engines
Technologie: Selectief lasersmelten (SLM)
Resultaat:
Voor de productie van onderdelen voor de PurePower PW1100G-motor, waaronder turbinebladen en verbrandingskamerbekleding, werd SLM-technologie gebruikt. Deze componenten waren 15% lichter en leverden betere prestaties, waardoor het brandstofverbruik en de CO2-uitstoot daalden.
3D-geprinte onderdelen in het J-31 gevechtsvliegtuig (China)
Jaar: 2014 (Debuut op de Zhuhai Airshow)
Instelling: AVIC (Aviation Industry Corporation of China)
Technologie: Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
Resultaat:
De J-31 straaljager integreerde 3D-geprinte vleugelbalken en frameconstructies van titaniumlegering, waardoor het gewicht werd verminderd en tegelijkertijd de sterkte en betrouwbaarheid werden verbeterd voor superieure manoeuvreerbaarheid.
LEAP-motorsproeiers en -bladen (CFM International)
Jaar: 2016 (Eerste succesvolle testvlucht)
Instelling: CFM International
Technologie: Elektronenbundelsmelten (EBM)
Resultaat:
EBM werd gebruikt voor de productie van sproeiers en titanium-aluminium schoepen voor de LEAP-motor. De sproeiers werden lichter en duurzamer, terwijl de schoepen een gewichtsvermindering van 20% bereikten, wat de brandstofefficiëntie aanzienlijk verbeterde.
3D-geprinte satellietonderdelen van Boeing
Jaar: 2021
Instelling: Boeing
Technologie: Additieve productie met meerdere materialen
Resultaat:
Boeing gebruikte 3D-printing om componenten van titanium en hoogwaardig aluminium te produceren voor kleine communicatiesatellieten. Dit verminderde de productietijd en -kosten en verbeterde de betrouwbaarheid, waarmee de rol van 3D-printing in geminiaturiseerde ruimtevaartsystemen werd onderstreept.
Brandstofkleppen van de Falcon 9 van SpaceX (VS)
Jaar: 2014 (getest); 2016 (succesvolle lancering)
Instelling: SpaceX
Technologie: Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
Resultaat:
SpaceX heeft de brandstofregelklep voor de Falcon 9-raket 3D-geprint, waardoor de productietijd aanzienlijk is verkort. De klep heeft tijdens meerdere missies een uitzonderlijke betrouwbaarheid bewezen en onderstreept daarmee de snelle ontwikkelingsstrategie van SpaceX.
Conclusie
Deze voorbeelden illustreren hoe 3D-printen een revolutie teweegbrengt in de lucht- en ruimtevaartindustrie door ontwerp- en productieprocessen te verbeteren. De efficiëntie, flexibiliteit en innovatiekracht hebben het tot een onmisbare technologie gemaakt, die vooruitgang stimuleert in alles, van raketmotoren tot satellietonderdelen. De toekomst van 3D-printen in de lucht- en ruimtevaart biedt enorm veel potentieel en belooft nog grotere doorbraken in de komende jaren.




