Sedan 1900-talet har människor fascinerats av att utforska rymden och lära sig om vad som ligger bortom jorden. Den här artikeln introducerar huvudsakligen en del av NASAs (National Space Agency) och ESAs (European Space Agency) arbete inom rymdutforskning. En stor aktör i denna erövring är 3D-utskrift. Tekniken vinner popularitet inom flyg- och rymdindustrin på grund av dess förmåga att snabbt och till låg kostnad producera komplexa delar. Den kan användas för att göra saker som satelliter, rymddräkter och raketkomponenter. I själva verket, enligt SmarTech, förväntas marknadsvärdet av additiv tillverkning i den privata rymdindustrin uppgå till 2,1 miljarder euro år 2026. Detta väcker frågan: Hur kan 3D-utskrift hjälpa människor att bli mer framträdande i rymden?
Inledningsvis användes 3D-utskrift främst för snabb prototypframställning inom medicin-, fordons- och flygsektorerna. Men när tekniken sprids används den i allt större utsträckning i slutanvändningskomponenter. Tillverkningstekniker för metalltillsats, i synnerhet laserpulverbäddfusion (L-PBF), har möjliggjort produktionen av ett brett utbud av metalldelar med egenskaper och resistanser som är lämpliga för extrema rymdförhållanden. Andra 3D-utskriftstekniker, såsom riktad energideponering (DED), binder jetting och extruderingsprocesser, används också för att tillverka flyg- och rymdkomponenter. Under de senaste åren har nya affärsmodeller dykt upp, med företag som Made in Space och Relativity Space som använder 3D-utskrift för att designa och tillverka flyg- och rymdkomponenter.
△Relativity Space utvecklar 3D-skrivare för flygindustrin (Källa: Relativity Space)
3D-teknik inom flyg och rymd
Låt oss ta en närmare titt på de olika 3D-utskriftstekniker som används inom flygindustrin. Först och främst bör det påpekas att tillverkning av metalltillsatser, särskilt L-PBF, är den mest använda inom detta område. Processen använder laserenergi för att smälta samman metallpulver lager för lager. Den är särskilt lämplig för tillverkning av små, komplexa, ömtåliga och kundanpassade delar. Flygindustrins tillverkare kan också dra nytta av DED, som avsätter metalltråd eller pulver, främst för reparation, beläggning eller produktion av specialanpassade metall- eller keramiska komponenter.
Däremot är bindemedelssprutning, trots dess fördelar i form av produktionshastighet och låg kostnad, inte lämplig för att producera delar med höga mekaniska egenskaper. Detta beror på att det kräver ett efterbearbetningsförstärkningssteg, vilket ökar tillverkningstiden för slutprodukten. Extruderingsteknik är också effektiv i rymdmiljön, men alla polymerer är inte lämpliga för användning i rymden, och högpresterande plaster som PEEK kan ersätta vissa metalldelar på grund av sin styrka. Denna 3D-utskriftsprocess är dock fortfarande inte allmänt tillgänglig, men den kan bli en värdefull tillgång för utforskning av rymden genom användning av nya material.
△Laserfusion på en pulverbädd är en mycket använd process inom flyg-3D-utskrift (Bildkälla: DMG Mori)
