نقش پرینت سه‌بعدی در صنعت هوافضا: تولید قطعات پیچیده
صنعت هوافضا به عنوان یکی از پیشروان در پذیرش فناوری‌های نوین، همواره به دنبال راهکارهایی برای بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی بوده است. پرینت سه‌بعدی یا ساخت افزایشی، یکی از فناوری‌هایی است که انقلابی در طراحی و تولید قطعات هوافضا ایجاد کرده است. این فناوری امکان تولید قطعات پیچیده با وزن کمتر و مقاومت بیشتر را فراهم می‌کند و به مهندسان اجازه می‌دهد تا مرزهای جدیدی را در طراحی و ساخت تجربه کنند. در این مقاله، به بررسی مزایا، کاربردها، چالش‌ها و آینده پرینت سه‌بعدی در صنعت هوافضا می‌پردازیم.
مزایای پرینت سه‌بعدی در صنعت هوافضا
1. کاهش وزن و بهره‌وری سوخت
پرینت سه‌بعدی امکان تولید قطعات سبک‌تر با طراحی‌های بهینه را فراهم می‌کند. به‌عنوان مثال، شرکت GE Aviation با استفاده از این فناوری، انژکتورهای سوخت موتور LEAP را تولید کرده است که منجر به کاهش وزن و افزایش کارایی موتور می‌شود
2. تولید قطعات با هندسه‌های پیچیده
فناوری ساخت افزایشی اجازه می‌دهد تا قطعات با ساختارهای پیچیده و غیرممکن در روش‌های سنتی تولید شوند. شرکت Masten Space Systems از پرینت سه‌بعدی برای تولید موتورهای موشکی با طراحی‌های پیچیده استفاده می‌کند که عملکرد بهتری را فراهم می‌سازد. بخوانید.
3. کاهش زمان توسعه و تولید
با استفاده از پرینت سه‌بعدی، نمونه‌های اولیه سریع‌تر تولید می‌شوند و نیاز به ابزارهای خاص کاهش می‌یابد. شرکت Relativity Space با استفاده از پرینت سه‌بعدی، راکت‌های کامل را تولید می‌کند که زمان تولید را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.
4. صرفه‌جویی در هزینه‌ها و مواد
این فناوری با کاهش ضایعات مواد و حذف نیاز به ابزارهای گران‌قیمت، هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد. به‌عنوان مثال، شرکت Essentium از مواد پیشرفته‌ای مانند Essentium 9085 و PEEK برای تولید قطعات هوافضا با مقاومت بالا و وزن کم استفاده می‌کند.
کاربردها
1. موتورهای جت و موشک
شرکت‌های مختلف از پرینت سه‌بعدی برای تولید قطعات موتورهای جت و موشک استفاده می‌کنند. به‌عنوان مثال، شرکت SpaceX از آلیاژ Inconel برای تولید محفظه‌های احتراق موتور SuperDraco استفاده می‌کند. بخوانید.
2. فضاپیماها و ایستگاه‌های فضایی
در سال‌های اخیر، پرینترهای سه‌بعدی به ایستگاه فضایی بین‌المللی ارسال شده‌اند تا قطعات مورد نیاز را در فضا تولید کنند. این اقدام به کاهش نیاز به حمل‌ونقل از زمین کمک می‌کند.
3. پهپادها
پرینت سه‌بعدی امکان طراحی و تولید سریع پهپادهای سفارشی را فراهم می‌کند. شرکت Airbus با استفاده از این فناوری، پهپاد THOR را تولید کرده است که تقریباً به‌طور کامل از طریق پرینت سه‌بعدی ساخته شده است. بخوانید.
چالش‌ها
1. مقررات و استانداردها
تضمین کیفیت و ایمنی قطعات پرینت‌شده نیازمند توسعه استانداردهای جدید و انجام تست‌های گسترده است. به‌عنوان مثال، شرکت ITP Aero با استفاده از پرینت سه‌بعدی، قطعات موتورهای هواپیما را تولید کرده است که توسط سازمان‌های معتبر اروپایی تأیید شده‌اند. بخوانید.
2. محدودیت‌های مواد
همه مواد مورد استفاده در صنعت هوافضا برای پرینت سه‌بعدی مناسب نیستند. شرکت‌هایی مانند Oxford Performance Materials در حال توسعه مواد جدیدی مانند PEKK هستند که مقاومت بالا و وزن کم را برای کاربردهای هوافضا فراهم می‌کنند. بخوانید.
3. هزینه تجهیزات و تخصص فنی
پرینترهای سه‌بعدی صنعتی گران‌قیمت هستند و نیاز به تخصص فنی برای بهره‌برداری مؤثر دارند. شرکت‌هایی مانند Sciaky با توسعه سیستم‌های EBAM، امکان تولید قطعات بزرگ از فلزاتی مانند تیتانیوم را فراهم می‌کنند که در برنامه‌های هوافضا مورد استفاده قرار می‌گیرند. بخوانید.
آینده پرینت سه‌بعدی در هوافضا
1. توسعه مواد پیشرفته
تحقیقات در حال پیشرفت برای توسعه آلیاژها و کامپوزیت‌های جدید با خواص بهبود یافته است. به‌عنوان مثال، مرکز فناوری AIMEN اولین مخزن کریوژنیک پرینت‌شده برای ذخیره هیدروژن مایع در هواپیماها را تولید کرده است که از مواد ترموپلاستیک و فیبر کربن ساخته شده است. بخوانید.
2. بهبود فرآیندهای پرینت
افزایش سرعت و دقت پرینت، همراه با کاهش هزینه‌ها، از اهداف اصلی توسعه فناوری در آینده نزدیک است. شرکت Dynatomics در حال توسعه هواپیماهای الکتریکی با استفاده از پرینت سه‌بعدی و هوش مصنوعی است.
3. ادغام با فناوری‌های نوین
ترکیب پرینت سه‌بعدی با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین می‌تواند به بهینه‌سازی طراحی و فرآیندهای تولید کمک کند. شرکت Ryan Aerospace از پرینت سه‌بعدی برای توسعه شبیه‌سازهای پرواز استفاده می‌کند که در آموزش‌های نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرند
رویکرد آیهان در حوزه صنعت هوافضا
پرینت سه‌بعدی در صنعت هوافضا نشان‌دهنده تحولی بزرگ است که می‌تواند آینده سفرهای هوایی و فضایی را تغییر دهد. این فناوری با کاهش وزن، افزایش کارایی و کاهش هزینه‌ها، فرصت‌های جدیدی را برای نوآوری و پیشرفت در این صنعت فراهم می‌کند. هرچند چالش‌هایی مانند مقررات سخت‌گیرانه و هزینه‌های بالا وجود دارد، اما با ادامه تحقیقات و توسعه فناوری، انتظار می‌رود که این موانع نیز برطرف شوند. با بهره‌گیری از پرینت سه‌بعدی، صنعت هوافضا می‌تواند به کارایی بالاتر و نوآوری‌های بیشتر دست یابد و راه را برای مأموریت‌های فضایی جدید و سفرهای هوایی پایدارتر هموار کند.
شرکت آیهان که با داشتن تجربه‌های متعدد در زمینه پرینت سه‌بعدی رزینی، فیلامنتی و فلزی یکی از پیشروان این صنعت در ایران به شمار می‌رود، بنا دارد تا سهمی در بازار بزرگ صنعت هوافضا داشته باشد و در توسعه ساخت پهپادها و پروتوتایپ قطعات پیچیده مورد نیاز در این صنعت، نقشی سازنده بازی کند.
