La demanda astronómica de impresión 3D.

La fabricación aditiva se ha adoptado en varias industrias, desde el sector de la automoción y el mundo médico/dental, hasta los bienes de consumo y el ámbito educativo. Sin embargo, un sector en el que estamos viendo una aceptación particularmente impresionante es el aeroespacial.

La impresión 3D permite la creación más rápida y eficiente de una variedad de piezas con geometrías complejas, lo que reduce la necesidad de costosas pruebas y errores. Por lo tanto, no sorprende que dicha tecnología sea un gran éxito en el innovador panorama aeroespacial actual.

La industria aeroespacial, la rama de la tecnología y la industria relacionada con la aviación y los vuelos espaciales, fue de hecho una de las primeras industrias en invertir en impresión 3D a gran escala, y algunas empresas aeroespaciales adoptaron la tecnología ya en la década de 1980.

Airbus A350 XWB fabricado con más de mil piezas impresas.

Avance rápido hasta 2022, y se estima que el mercado de fabricación aditiva aeroespacial tiene un valor de alrededor de $ 3 mil millones, principalmente debido a la demanda de piezas de motor de aeronaves livianas.

La demanda acumulada de nuevos aviones ha dado lugar a pedidos de casi 38.000 nuevos aviones en los próximos 20 años. Los fabricantes, diseñadores y proveedores de equipos necesitan soluciones rentables para producir estos aviones de la manera más rápida y eficiente posible en el contexto de una industria altamente regulada donde la seguridad y la calidad son clave.

Lo que la impresión 3D está aportando a la industria aeroespacial.

Debido a las tiradas típicamente cortas de piezas de aviones, la industria aeroespacial utiliza la fabricación aditiva para una gran parte de su producción. La tecnología puede producir piezas complejas que son más resistentes y livianas en comparación con las que se fabrican con técnicas tradicionales, una ventaja obvia.

Las cuatro áreas principales en las que se utiliza la impresión 3D en la industria aeroespacial son:

• Plantillas y Accesorios (Jigs & Fixtures)
• Sustitutos
• Soportes de montaje
• Prototipos detallados.

Además de estos usos más comunes, la impresión 3D también se está utilizando para fabricar motores y piezas de turbinas más ligeros y eficientes, asientos de aviones más ligeros e incluso drones, por nombrar solo algunos.

Las piezas aeroespaciales a menudo incluyen canales internos para enfriamiento conformado, características internas, paredes delgadas y superficies curvas complejas.

Los procesos de impresión 3D pueden fabricar tales características y crear estructuras altamente complejas y livianas con alta estabilidad, al tiempo que permiten la consolidación de múltiples partes en un solo componente.

Esto conduce a una mayor reducción de costos, reducción de desperdicios, tiempos de producción más rápidos, mayor consistencia y mejores acabados superficiales en todas las aeronaves.

Además, la impresión 3D puede producir cientos de miles de piezas sin depender de los costosos cambios de herramientas que implican los procesos de fabricación tradicionales.

La producción "sin herramientas" requiere menos energía, ya que se pueden producir piezas modificadas o actualizaciones según sea necesario, lo que alivia la necesidad de un almacenamiento costoso.

¿Cuáles son algunas de las últimas innovaciones impresas en 3D dentro de la industria aeroespacial?

Boeing

El nuevo Boeing 777x está equipado con dos motores GE9X. Además de la boquilla de combustible, el motor incorpora más de 300 piezas impresas. Esto reduce el peso del motor y lo convierte en el jet bimotor más eficiente del mundo con un consumo de combustible reducido en un 12 % y costos operativos reducidos en un 10 %.

Motor GE9X del avión Boeing 777x

NASA

El Perseverance Rover, también conocido como Percy, tiene 11 componentes metálicos impresos en 3D. Cinco de ellos, impresos con titanio, forman la carcasa del instrumento PIXL que busca signos de vida microbiana fosilizada en Marte. Las otras seis piezas de superaleación de níquel están dentro de los intercambiadores de calor MOXIE, que crean oxígeno.

Astromovil Perseverance Rover

Rolls Royce

Ahora que se completaron las pruebas, el motor Pearl 700 (que puede producir más de 18,000 libras de empuje y brindar aumentos significativos en la eficiencia) está pasando a la fase de producción. La impresión 3D de las tejas del combustor permite formas optimizadas y complejas al mismo tiempo que ahorra peso cuando finalmente se instalan en el Gulfstream G700 de ultra largo alcance.

Motor Pearl 700

El futuro de la impresión 3D en la Industria Aeroespacial.

A medida que pasa el tiempo, la fabricación aditiva se usa para diseñar más y más artículos cotidianos, pero también se utiliza en el escenario más grande de la industria aeroespacial.

El actual presidente de los Estados Unidos, Joseph Biden, calificó recientemente a la impresión 3D como “increíble”. Agregó: “puede reducir los plazos de entrega de las piezas hasta en un 90 %, recortar los costos de materiales en un 90 % y reducir el uso de energía a la mitad. Todo eso reduce el costo de fabricar productos aquí en Estados Unidos”.

Rich Garrity, presidente de América en Stratasys, el gran fabricante de materiales e impresoras 3D, dijo: “Stratasys ha estado liderando el cambio hacia la fabricación aditiva a escala de producción para grandes fabricantes como GM, Boeing y Lockheed Martin. Esta nueva iniciativa AM Forward es una excelente manera de ayudar a que los pequeños y medianos fabricantes tengan la confianza para invertir en tecnologías y experiencia en fabricación aditiva a escala de producción. Es una señal más de que hemos llegado a un punto de inflexión en el uso de la impresión 3D en aplicaciones de fabricación”.

Cuando se trata de la fabricación aditiva y el ámbito aeroespacial, el cielo realmente no parece ser el límite.