ในขณะที่อุตสาหกรรมการบินยังคงต่อสู้กับต้นทุนที่สูงขึ้นและความกังวลด้านความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อมในระยะยาว อาจมีวิธีแก้ปัญหาที่สามารถช่วยจัดการกับปัญหาทั้งสองนี้ได้ ปัจจุบันชิ้นส่วนของเครื่องบินสามารถพิมพ์แบบ 3 มิติได้ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการปล่อยมลพิษเท่านั้น แต่ยังให้ทางเลือกในการผลิตที่มีราคาย่อมเยาอีกด้วย ในความเป็นจริง Boeing อ้างว่าการใช้ชิ้นส่วนที่วาดขึ้น 3 มิติสามารถประหยัดเงินได้ 3 ล้านเหรียญต่อลำ
คุณควรมีแผนสำรองไว้เผื่อเผื่อไว้ ในอนาคต ส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องยนต์และชิ้นส่วนสำคัญอื่นๆ ของเครื่องบินอาจถูกสร้างขึ้นในลักษณะนี้ด้วยซ้ำ แต่การพิมพ์ 3 มิติจะส่งผลต่อฮาร์ดแวร์และระบบที่จำเป็นต่อการรักษาความปลอดภัยอย่างไร การนำความคิดของการพิมพ์ 3 มิติมาใช้ในสายการผลิตจะส่งผลต่อภาคการบินทั้งหมดอย่างไร
ข้อดีของส่วนประกอบเครื่องบินการพิมพ์ 3 มิติ
ประโยชน์ของการใช้ชิ้นส่วนการพิมพ์ 3 มิติบนเครื่องบินมีมากกว่าการประหยัดทางการเงิน นอกจากนี้ การผลิตจะรวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น และรอยเท้าคาร์บอนก็จะน้อยลงด้วย
เริ่มต้นด้วยต้นแบบ เวลาที่ประหยัดได้ในการสร้างต้นแบบหรือโมเดลใหม่ด้วยส่วนประกอบการพิมพ์ 3 มิติอาจเท่ากับหลายพันชั่วโมง แทนที่จะใช้เวลาเป็นวันหรือสัปดาห์ เมื่อเปรียบเทียบการพิมพ์ 3 มิติกับการผลิตแบบดั้งเดิม การปรับยังทำได้ง่ายกว่า เนื่องจากคุณสามารถสร้างและประเมินต้นแบบราคาไม่แพงได้อย่างรวดเร็วโดยใช้วัสดุที่มีราคาไม่แพง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ การใช้วัสดุที่เบากว่าและราคาถูกกว่าผลลัพธ์สุดท้าย คุณสามารถจำลองว่าชิ้นส่วนของเครื่องบินจะมีลักษณะอย่างไรและนำไปใช้ในการทดสอบและวิเคราะห์ด้านแอโรไดนามิก และทำการปรับเปลี่ยนก่อนที่จะลงทุนในชิ้นส่วนโลหะราคาเต็ม
นอกจากนี้ การพิมพ์ 3 มิติยังช่วยให้การผลิตสะดวกและแม่นยำยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องใช้จิ๊กที่ใช้ในกระบวนการผลิต ชิ้นส่วนที่ผลิตโดยการผลิตแบบดั้งเดิมต้องยึดอยู่กับที่ เช่น หมุดโลหะ ในระหว่างการตัดเฉือน เพื่อจำกัดความแปรปรวนและข้อผิดพลาดจากรายการหนึ่งไปยังอีกรายการหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตแบบดั้งเดิมยังคงเผชิญกับความยากลำบากเนื่องจากเวลาหรือค่าใช้จ่ายที่จำเป็นในการผลิตอุปกรณ์ติดตั้งหลายพันชิ้น ในทางตรงกันข้าม การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้ธุรกิจต่างๆ สามารถผลิตสินค้าโดยใช้เงินและแรงงานน้อยลง 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับอย่างอื่น
ท้ายที่สุด เวลาและความพยายามทั้งหมดในการสร้างต้นแบบและการผลิตช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนได้มากขึ้นโดยใช้พลังงานและของเสียน้อยลง ควรให้ความสำคัญกับการผลิตที่ยั่งยืนมากขึ้น เนื่องจากมีปริมาณการปล่อยคาร์บอนมากกว่าหนึ่งในห้าของโลก การลดรอยเท้าคาร์บอนทำได้อย่างมากผ่านการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งสามารถลดการใช้วัสดุได้มากถึง 90 เปอร์เซ็นต์
การพิมพ์ 3 มิติในน่านฟ้าปลอดภัยหรือไม่?
ถึงกระนั้นก็มีปัญหาด้านความปลอดภัยที่สำคัญกับการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากวิธีการทำงาน แทนที่จะแกะสลักชิ้นส่วนจากวัสดุที่มีน้ำหนักมาก การพิมพ์ 3 มิติขึ้นอยู่กับการซ้อนทับวัสดุที่มีน้ำหนักเบาเพื่อสร้างชิ้นส่วน ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่อ่อนแอกว่า มีรูพรุน หรือเปราะมักเป็นผลข้างเคียงของกระบวนการแยกชั้น FAA ใช้เวลาในการตรวจสอบว่าชิ้นส่วนการพิมพ์ 3 มิติมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวหรือเสียหายมากกว่าชิ้นส่วนที่ทำขึ้นแบบดั้งเดิมเนื่องจากเกณฑ์การรับรองฮาร์ดแวร์ที่เข้มงวด ตอนนี้ไททาเนียมสามารถพิมพ์ 3 มิติได้แล้ว เทคโนโลยีใหม่ทำให้สารและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปแข็งแกร่งขึ้นกว่าเดิม และการรับรองอาจดำเนินไปอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น
ท้ายที่สุดแล้ว ขั้นตอนและคำแนะนำด้านความปลอดภัยที่ใช้กับเครื่องบินที่พิมพ์ 3 มิติและชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้นนั้นมีความละเอียดถี่ถ้วนเพียงพอที่จะรับประกันได้ว่าชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติใดๆ ที่ประกอบขึ้นบนเครื่องบินจะไม่ลดทอนความปลอดภัย เพื่อให้แน่ใจว่าการพิมพ์ 3 มิติเหมาะสมเฉพาะสำหรับชิ้นส่วนที่ไม่มีความสำคัญต่อความปลอดภัย หรือจำเป็นต้องมีการตรวจสอบและทดสอบอย่างเพียงพอเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของผู้คนและเครื่องบิน ปัจจุบัน DO-254 และมาตรฐานที่เทียบเคียงได้สำหรับฮาร์ดแวร์การบินและอวกาศจำเป็นต้องมีการทดสอบเชิงลึกและ การประกันคุณภาพ
แนวโน้มการพิมพ์ 3 มิติในการบิน
ส่วนเล็กๆ ของวิวัฒนาการด้านการบินคือการพิมพ์ 3 มิติ อย่างไรก็ตาม วิธีที่ผู้ผลิตเครื่องบินคิดเกี่ยวกับการปฏิบัติตามข้อกำหนดและการรับรองอาจเปลี่ยนไปเนื่องจากกระบวนทัศน์การพิมพ์ 3 มิติ
ปัญหาห่วงโซ่อุปทานบางประการที่อุตสาหกรรมอากาศยานเผชิญอยู่ในปัจจุบันอาจแก้ไขได้ด้วยการพิมพ์ 3 มิติที่ได้รับการปรับปรุง เป็นผลให้อาจสนับสนุนการเคลื่อนย้ายทางอากาศในเมือง (UAM) แนวคิดเบื้องหลัง UAM คือวันหนึ่งเราทุกคนอาจเลือกใช้แท็กซี่อากาศแทนหรือนอกเหนือจากรถยนต์ทั่วไป แต่เราต้องการระนาบที่เล็กกว่าจำนวนมากเพื่อให้ UAM ทำงานได้ ขั้นตอนนี้สามารถทำได้ง่ายขึ้นด้วยการพิมพ์ 3 มิติ
นอกจากนี้ เช่นเดียวกับที่การพิมพ์ 3 มิติสามารถอำนวยความสะดวกในแนวทางการสร้างส่วนประกอบสำหรับการผลิตเครื่องบินในอนาคต เรายังเห็นอุตสาหกรรมนำแนวคิด "สายการประกอบ" มาใช้เมื่อพูดถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์และการสร้างการรับรองสำหรับระบบการบิน
ตัวอย่างเช่น แม่แบบเป็นส่วนสำคัญของการปฏิบัติตามข้อกำหนดและการรับรอง เนื่องจากช่วยให้ผู้ผลิตและนักพัฒนาเครื่องบินสามารถรับรองการออกแบบใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำซ้ำได้
สักวันหนึ่งคุณอาจจะใช้เครื่องบินที่พิมพ์ 3 มิติ 100 เปอร์เซ็นต์ และวันหนึ่งคุณอาจจะคุ้นเคยกับแท็กซี่ทางอากาศเหมือนกับที่ Uber เป็นอยู่ในปัจจุบัน