Fabricación aditiva en aeroespacial: cómo la impresión 3D transforma el diseño de aeronaves

La industria aeroespacial ha estado utilizando la fabricación aditiva (FA) para muchas aplicaciones. Desde piezas de aviones y helicópteros hasta motores y turbinas, las tecnologías 3D ahorran tiempo y dinero para crear componentes más fuertes y eficientes. La FA ha mejorado el rendimiento de las piezas, reducido el peso y ha ayudado a eliminar restricciones de diseño y producción.

Fabricación aditiva vs. fabricación convencional

La fabricación aditiva no es solo impresión 3D. El proceso implica mecanizado y tratamiento térmico del componente. También hay algún tipo de inspección no destructiva, como una tomografía computarizada. Los pasos de fabricación se simplifican en comparación con los métodos convencionales. Esto añade algo de complejidad cuando se trata de certificación. Con tantos pasos que ocurren simultáneamente, el proceso puede ser más difícil de controlar.

Pero ha habido un precedente para encontrar diferentes formas de certificar piezas. Cuando las piezas de compuestos de fibra de carbono comenzaron a usarse en aeroespacial, hubo un desafío para reconocer la forma del material y las propiedades creadas simultáneamente. Ese rango de variación no es tan grande como el que produce la FA, pero los desafíos son lo suficientemente similares como para ofrecer esperanza para la FA.

Con la fabricación convencional, el rendimiento de los diversos pasos es bien conocido porque las restricciones en cada paso son más limitantes. Un ingeniero de diseño que conoce fundición, forja y mecanizado puede crear un modelo de pieza con alta confianza de que la instalación puede reproducirla. Pero el diseño requiere más colaboración con el fabricante para crear un diseño que sea eficiente de producir y cumpla con los estándares de calidad requeridos.

El futuro de la fabricación aditiva en aeroespacial

La fabricación aditiva se ha limitado principalmente a piezas no críticas como conductos y componentes interiores donde las tensiones son térmicas en lugar de mecánicas. Pero se puede esperar que la FA juegue un papel más significativo en la producción de aeronaves para fabricantes de Nivel 1. Recientemente, el primer componente estructural de titanio fabricado aditivamente, un accesorio de pestillo de puerta, se ha instalado en aeronaves comerciales.

A medida que avanzan las tecnologías, los fabricantes podrán hacer la transición de otras piezas estructurales a la FA, así como desarrollar nuevas piezas estructurales aprovechando los procesos de impresión 3D. Para las nuevas piezas fabricadas con FA desde el principio, la geometría de la pieza se modificará para facilitar el mecanizado. El diseño para fabricación aditiva es la oportunidad que aún está por venir.

Los mejores avances no solo implicarán reducción de material. También resultarán en minimización del peso de la pieza, reducción de los pasos de ensamblaje necesarios y un tiempo de comercialización más rápido, gracias a menos pasos de fabricación. Pero para realizar la plena promesa de la FA, los fabricantes necesitarán identificar componentes estructurales que podrían ser buenos candidatos para el proceso.

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