Uma técnica avançada de fabricação aditiva, a tecnologia de impressão 3D tem sido amplamente utilizada na indústria aeronáutica. Os principais fabricantes de aeronaves Boeing e Airbus utilizaram pela primeira vez a tecnologia de impressão 3D na fabricação de peças aeroespaciais, melhorando assim a eficiência da produção e o controle de custos, bem como promovendo o desenvolvimento criativo no setor de fabricação de aviação.
Aplicações da Boeing em impressão 3D
Desde 2002, a Boeing vem investigando a fabricação em massa de componentes funcionais empregando materiais PA12 e PEKK baseados em sinterização usando tecnologia SLS (Selective Laser Sintering). Projetado em cooperação com a Boeing e a EOS, o material PEKK reforçado com fibra de carbono de alto desempenho ajuda a reduzir o peso e confere aos componentes grande resistência isotrópica. Muitas peças das aeronaves Boeing são feitas desse material, o que aumenta muito o desempenho do avião.
Outro exemplo de uso tecnológico de impressão 3D da Boeing é o Dreamliner. Para o Boeing 787, a Norsk Titanium forneceu componentes produzidos com tecnologia de deposição rápida de plasma (RPD). Usando fio de titânio para converter componentes sofisticados adequados para uso estrutural e crítico de segurança, o RPD é uma técnica de fabricação aditiva certificada por OEM que economiza grandes custos e tempo de entrega da Boeing. O uso desta tecnologia não apenas aumenta a segurança estrutural e a confiabilidade da aeronave 787, mas também aumenta sua eficiência de fabricação.
Além disso, a Boeing pretende usar tecnologia de impressão 3D para fabricar mais peças para a aeronave 787, economizando assim quase US$ 2 a US$ 3 milhões por aeronave. Esta métrica não só mostra a vontade da Boeing de apoiar a transformação digital do setor de produção de aviação, mas também ilustra os benefícios da tecnologia de impressão 3D na redução de custos.
Aplicações da Airbus para impressão 3D
A Airbus também obteve sucesso notável na aplicação de tecnologia de impressão 3D. A Airbus trabalha com a Stratasys desde 2013 para usar extensivamente materiais poliméricos para construir componentes na aeronave A350XWB, obtendo assim uma instalação de unidade única de mais de 500 peças. Entre os diversos sistemas integrados que essas peças abrangem estão dutos, braçadeiras de cabos, gabinetes e outras construções.
O maior componente de aeronave impresso em 3D na época, a tecnologia FDM e o material ULTRAM 9085 substituíram a cortina da porta da cabine do A350XWB em 2018. A medida é 1140720240mm. Este projeto não só mostra a capacidade da tecnologia de impressão 3D na fabricação de componentes grandes e sofisticados, mas também incentiva a investigação da Airbus na impressão 3D de componentes interiores de aviões.
Entre os materiais de impressão 3D que a Airbus também emprega estão liga de titânio, liga de alumínio, resina ULTRAM 9085, etc. Com configurações de aplicação maduras, esses materiais têm desempenho estável de materiais e componentes, adquiriram um grande volume de dados brutos e concluíram pesquisas de longo prazo e testes de desenvolvimento. Para o Airbus A380, o Grupo Liebherr criou tubulações hidráulicas integradas em liga de titânio usando tecnologia SLM; suportes de trem de pouso em liga de titânio impressos em 3D produzidos em massa para o A350 XWB. Além de maximizar o peso e o desempenho da aeronave, a impressão 3D dessas peças aumenta a eficiência da fabricação.
Além disso, a Airbus se uniu à Materialize para estar entre os primeiros fornecedores reconhecidos a oferecer serviços de impressão 3D baseados nos requisitos de processo da Airbus. Os componentes sobressalentes de aeronaves para a Airbus são produzidos pela Materialize usando tecnologia de impressão 3D baseada na técnica SLS (sinterização a laser). Para o Airbus A350, a Materialize imprimiu atualmente cerca de 100 peças sobressalentes de voo distintas, gerando 26.000 componentes anualmente para todo o ecossistema A350. Além de melhorar a eficiência da fabricação de peças sobressalentes para aeronaves da Airbus, esta colaboração ajuda a tecnologia de impressão 3D a ser amplamente utilizada no setor de aviação.
Benefícios e dificuldades da tecnologia de impressão 3D
Boeing e Airbus demonstraram vários benefícios da tecnologia de impressão 3D na fabricação de componentes aeronáuticos. Em primeiro lugar, a tecnologia de impressão 3D pode produzir componentes geométricos complicados – algo desafiador nas técnicas de produção convencionais. Em segundo lugar, a tecnologia de impressão 3D pode maximizar a economia de combustível e a segurança das aeronaves, bem como o peso e o desempenho das peças. Além disso, ajudando a encurtar os ciclos de fabricação, reduzir os custos de produção e aumentar a eficiência da produção estão as tecnologias de impressão 3D.
Ainda assim, existem certas dificuldades na aplicação da tecnologia de impressão 3D na indústria aeroespacial. Por exemplo, o complicado e demorado processo de certificação de aeronavegabilidade para produtos impressos em 3D exige o cumprimento de elevados critérios e leis. Além disso, problemas críticos que devem ser resolvidos são a escolha dos materiais e a otimização do processo da tecnologia de impressão 3D.
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