Ventajas y ejemplos de la impresión 3D para aplicaciones aeroespaciales

| The Essentium Team

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A medida que el mundo sale de la pandemia de COVID-19, se espera que los viajes aéreos comerciales aumenten rápidamente. La demanda indica un pedido de casi 38.000 nuevos aviones en los próximos 20 años. En consecuencia, los fabricantes de equipos, diseñadores y proveedores deben encontrar soluciones rentables para producir estas aeronaves con rapidez y eficacia.1
Al mismo tiempo, estamos viendo aviones en servicio durante décadas más de lo previsto originalmente. Esto no es sorprendente, dada la magnitud y el alcance de la inversión en un avión, y la calidad con la que se hace. Por esta razón, una aerolínea comercial o un mando militar pueden adquirir un activo con 20 o más años de antigüedad. No son raros los ejemplos de aviones que vuelan durante 50 o 60 años. En estos casos, muchos de los subcontratistas que fabricaban piezas para el avión ya no están en el negocio, o las piezas de repuesto originales ya no se fabrican. Si se pierden los planos de una pieza necesaria, se rompe una herramienta especializada o se descubre que el material utilizado para fabricar la pieza original libera partículas cancerígenas durante su procesamiento, toda la aeronave puede quedar fuera de servicio.

Además, la industria aeroespacial es famosa por la corta vida útil de las piezas y los instrumentos, dadas las tensiones del vuelo. Las cosas fallan, se rompen y se desgastan rápidamente, por lo que es fundamental una rápida sustitución o modificación. Esto abre la puerta a la AM como herramienta de apoyo a las aeronaves antiguas y nuevas, con beneficios que incluyen:

  • Libertad para innovar. Diseñe e imprima rápidamente prototipos y piezas para construir y probar las innovaciones aeroespaciales del futuro. Al ser una tecnología que no depende de las herramientas, la AM puede producir o modificar fácilmente piezas y herramientas personalizadas para nuevos modelos y clientes sin el tiempo y el gasto que supone la fabricación de moldes.
  • La cura para la obsolescencia. En el caso de las aeronaves más antiguas, la impresión 3D permite la ingeniería inversa; se puede escanear una pieza original con CAD e imprimir una nueva con precisión en unas pocas horas para mantener operativas las aeronaves más antiguas. Elimine la necesidad de inventariar los artículos poco utilizados; simplemente produzca las piezas cuando las necesite.
  • Peso ligero. Reducir el peso sin sacrificar la resistencia es el objetivo final de la AM en el sector aeroespacial. Las piezas y herramientas impresas en 3D pueden ser un 50 % más ligeras o más, pero igual de resistentes que sus equivalentes producidos con métodos y materiales tradicionales. Cualquier mejora que reduzca el peso es bienvenida, ya que contribuye a la eficiencia del combustible y a la reducción de las emisiones de CO2.
  • No hay mínimo; máxima flexibilidad. Si necesita uno o cien componentes, el único coste es el precio del filamento. La impresión 3D elimina la cantidad de la ecuación. Imprima algo diferente cada día; sólo tiene que cargar el material deseado y el archivo digital para producir estructuras complejas y ligeras en una sola pieza. La impresión 3D puede producir miles de piezas y herramientas diferentes para aviones sin tener que cambiar de equipo.

Aplicaciones aeroespaciales de la impresión 3D

Por estas y otras razones, la industria aeroespacial fue una de las primeras en adoptar la tecnología de impresión 3D. Hoy en día, hay muchos ejemplos de alto perfil de piezas impresas en 3D en el sector aeroespacial, y también en el espacio exterior. Por ejemplo, componentes como piezas ligeras para motores de aviones, soportes para alas de aeronaves, palas de rotor ligeras y componentes de motores para drones autónomos, e incluso antenas parabólicas metálicas para naves espaciales están utilizando la impresión 3D. Está claro que el cielo (y más allá) es el límite para la AM en el sector aeroespacial.

En la actualidad, la mayoría de las oportunidades para la impresión 3D en la industria aeroespacial están relacionadas con las herramientas de apoyo en tierra. Sin embargo, estos ejemplos apuntan a un papel cada vez más importante de la AM en las piezas de carga críticas para el vuelo. Es de esperar que la lista aumente a medida que se disponga de nuevos materiales de extrusión de alta resistencia que puedan soportar las altas temperaturas y la exposición a los corrosivos habituales en los entornos aeroespaciales. En la cuarta parte de esta serie, hablaremos más sobre algunos de los mejores materiales de extrusión para aplicaciones de vuelo aeroespacial.

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