Những Ứng Dụng Của Máy In 3D Formlabs Vào Hàng Không Vũ Trụ

Như mọi người đã biết, trong thời đại mà những công nghệ đã ứng dụng rất nhiều vào đời sống của chúng ta, như một người bạn thân thiết có thể hỗ trợ, giúp ích cho chúng ta ở bất cứ trường hợp nào. Và hôm nay Thinksmart xin được giới thiệu đến mọi người một công nghệ cũng đã ứng dụng, hỗ trợ rất nhiều vào các ngành công nghiệp hiện đại thời nay – đó là công nghệ in 3D, và những ứng dụng vào ngành hàng không vũ trụ sẽ là những gì mà chúng tôi muốn gửi thông tin đến các bạn thông qua bài viết này.

Giới Thiệu Về Ngành Hàng Không Vũ Trụ

Ngành hàng không vũ trụ là một lĩnh vực công nghiệp và kỹ thuật rộng lớn, bao gồm thiết kế, sản xuất, vận hành và bảo trì các phương tiện tiện ích và hệ thống liên quan. Đây là một trong những ngành công nghiệp phức tạp nhất, kết hợp nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác nhau. Dưới đây là một số khía cạnh quan trọng của ngành hàng không vũ trụ:

1.Lịch Sử & Phát Triển

Ngành hàng không vũ trụ bắt đầu với các nỗ lực bay của con người vào đầu thế kỷ 20 và đã phát triển vượt bậc từ đó:

Hàng không: Từ những chuyến bay thử nghiệm của anh em nhà Wright vào năm 1903 đến sự phát triển của máy bay thương mại và quân sự hiện đại.
Vũ trụ: Bắt đầu từ phóng vệ tinh Sputnik của Liên Xô năm 1957 và chuyến bay không gian đầu tiên của Yuri Gagarin vào năm 1961, đến việc khám phá không gian sâu với các nhiệm vụ như Voyager và các sứ mệnh sao Hỏa.

2.Các Lĩnh Vực Chính

Ngành hàng không vũ trụ có thể được chia thành hai lĩnh vực chính:
Hàng không (Aviation): Bao gồm việc thiết kế, sản xuất và vận hành máy bay dân dụng và quân sự. Các hãng hàng không, nhà sản xuất máy bay (như Boeing, Airbus), và các tổ chức hàng không quốc gia (như FAA, EASA) đóng vai trò quan trọng.
Vũ trụ (Space): Bao gồm các hoạt động liên quan đến không gian, như phóng vệ tinh, thám hiểm hành tinh, và xây dựng các trạm vũ trụ. Các cơ quan không gian (như NASA, ESA, Roscosmos), cùng với các công ty tư nhân (như SpaceX, Blue Origin), dẫn đầu trong lĩnh vực này.

3.Công Nghệ và Đổi Mới

Ngành hàng không vũ trụ là một ngành công nghiệp tiên tiến, liên tục đổi mới và áp dụng các công nghệ mới:

Công nghệ in 3D: Giúp sản xuất các bộ phận phức tạp, giảm trọng lượng và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy: Tối ưu hóa hoạt động bay, bảo trì dự đoán và cải thiện an toàn bay.
Vật liệu mới: Như hợp kim nhẹ và composite, giúp giảm trọng lượng máy bay và tăng hiệu suất.

4.Thách Thức và Cơ Hội

Bên cạnh đó cũng đối mặt với nhiều thách thức nhưng cũng có rất nhiều cơ hội:

Thách thức: Bao gồm vấn đề an toàn, chi phí phát triển cao, quy định chặt chẽ, và tác động môi trường.
Cơ hội: Sự phát triển của du lịch không gian, nghiên cứu liên hành tinh, và các công nghệ bền vững có thể đem lại những thay đổi lớn.

5.Ứng Dụng và Tác Động

Và tác động rộng rãi đến nhiều lĩnh vực khác:

Kinh tế: Tạo ra hàng triệu việc làm và thúc đẩy phát triển kinh tế thông qua các ngành công nghiệp phụ trợ.
Khoa học và khám phá: Đóng góp vào hiểu biết về vũ trụ, phát hiện các hành tinh mới, và nghiên cứu khoa học không gian.
Quốc phòng và an ninh: Các công nghệ hàng không vũ trụ có ứng dụng rộng rãi trong quốc phòng và an ninh quốc gia.

Kết luận:

Ngành hàng không vũ trụ là một lĩnh vực đa dạng và không ngừng phát triển, với tác động lớn đến kinh tế, khoa học và an ninh. Sự kết hợp giữa công nghệ tiên tiến và khả năng sáng tạo mở ra những cơ hội mới, từ việc khám phá vũ trụ đến cải thiện cuộc sống trên Trái Đất.

Ứng Dụng Công Nghệ In 3D Vào Ngành Hàng Không Vũ Trụ

Thinksmart Group – Là Nhà Phân Phối Chính Thức Độc Quyền Máy In 3D Để Bàn Formlabs Tại Việt Nam

Máy In 3D Formlabs đã ứng dụng rất tốt vào ngành hàng không vũ trụ ra sao, mời mọi người cùng đi tìm hiểu:

1.Thử Nghiệm Tên Lửa Chức Năng

Gravity Industries đang phát triển những bộ đồ phản lực giống như trong một bộ phim khoa học viễn tưởng. Bộ đồ phản lực của họ được thiết kế để sử dụng trong những trường hợp như tìm kiếm và cứu hộ khi trực thăng không thể tiếp cận hoặc hạ cánh an toàn. Việc sử dụng nhiều loại công nghệ in 3D đã đẩy nhanh quá trình thử nghiệm và nguyên mẫu của họ, bao gồm một số thử nghiệm trong đó nhựa photopolymer nhiệt rắn là lựa chọn tốt nhất hiện có.

Sam Rogers, phi công thử nghiệm và nhà thiết kế chính, đã sử dụng các bộ phận được làm bằng nhựa trong suốt (Clear Resin) trên Form 3 để phát triển thiết kế cho bộ phận đánh lửa động cơ tên lửa làm mát bằng xoáy. Vật liệu trong suốt rất phù hợp với môi trường thử nghiệm, vì vậy Rogers có thể quan sát các kiểu đốt cháy bên trong giàn thử nghiệm.

Trong quá trình thử nghiệm thiết kế, Rogers đã thiết kế buồng theo mô-đun để họ có thể trộn và kết hợp các phiên bản khác nhau của cả buồng và vòi phun. Với “lá chắn oxy xoáy” giữ nhiệt cao nhất cách xa thành buồng, các bộ phận nhựa có thể tồn tại trong vài giây mỗi bộ phận. Khoảng thời gian đó là đủ dài, vì mỗi lần bắn thử chỉ cần đủ thời gian để quan sát kiểu đánh lửa.

Nếu Rogers có hàng tá thiết kế khác nhau được làm bằng kim loại thì nó sẽ rất đắt. Thay vào đó, vì các cuộc thử nghiệm diễn ra trong thời gian ngắn và các bộ phận có chi phí vật liệu rất thấp nên anh đã quyết định thiết kế hiệu suất cao với chi phí và thời gian thực hiện tối thiểu.

2.Tạo Các Mẫu Chi Tiết Tên Lửa Phức Tạp

Hệ thống vũ trụ Masten chuyên về tên lửa cất cánh thẳng đứng và hạ cánh thẳng đứng. Masten bắt đầu sản xuất động cơ tên lửa in 3D vào năm 2014, bắt đầu với các bộ đẩy thử nghiệm nhỏ và cuối cùng mở rộng lên động cơ thanh kiếm rộng lực đẩy 25.000 pound vào năm 2016. Kinh nghiệm phụ gia của họ bao gồm cả nhựa và kim loại. Theo Kimberly Devore – kỹ sư nghiên cứu và thử nghiệm tại Masten, công ty đã sử dụng cả gia công truyền thống và in 3D để sản xuất động cơ tên lửa. Mặc dù Masten vẫn sử dụng một số phương pháp sản xuất truyền thống trong các động cơ cũ của mình nhưng họ đã áp dụng công nghệ in 3D để có được tính linh hoạt trong thiết kế và tốc độ sản xuất.

“Điều thú vị về in 3D là bạn có thể tạo mô hình chính xác theo cách bạn muốn. Và nó không yêu cầu mức độ lặp lại giống như khi bạn thực hiện gia công truyền thống. Thực sự, bạn có thể thiết kế nó theo cách bạn cần,” Devore nói. “Nhiều khi, với gia công truyền thống, bạn có thể cần làm mọi thứ khá cơ bản. Mỗi tính năng bổ sung mà bạn thêm vào đều là một tính năng bổ sung giống như số tiền bổ sung mà bạn sẽ phải trả.”

Tuy nhiên với tính năng in 3D, việc tăng thêm độ phức tạp để cải thiện hiệu suất sẽ không tốn thêm chi phí và việc chấp nhận rủi ro cũng vậy.

3.Tạo Nguyên Mẫu Công Cụ

A&M Tool and Design sản xuất các bộ phận và máy móc tùy chỉnh cho ngành hàng không vũ trụ, quang học và robot. Cửa hàng đã hiện đại hóa qua nhiều năm để giới thiệu một loạt thiết bị mới, bao gồm cả in 3D, bên cạnh công nghệ truyền thống đáng tin cậy và các giải pháp trang bị thêm. Ryan Little, kỹ sư cơ khí của A&M Tool, đã nghiên cứu loại máy in 3D nào phù hợp nhất với nhu cầu của họ và chọn máy in 3D Formlabs.

Để tạo nguyên mẫu, cửa hàng bắt đầu sử dụng bản in 3D để kiểm tra độ vừa vặn và chức năng. In 3D cho phép Little và nhóm tạo ra các bộ phận nhanh hơn nhiều và tận dụng tất cả thời gian trong ngày, thiết lập các bản in để chạy qua đêm và sau đó sử dụng các bộ phận vào ngày hôm sau. Việc in ấn đặc biệt hữu ích đối với các hình học tốn kém và tốn thời gian để sản xuất trên máy CNC.

“Máy in gần như giống như một công cụ phụ trợ ngoài CAD,” Little nói. “Chúng tôi thực hiện rất nhiều nguyên mẫu cho các loại công cụ khác nhau. Nếu chúng tôi không có Mẫu 2, nhiều nguyên mẫu sẽ chỉ ở dạng CAD cho đến khi chúng tôi sẵn sàng gia công và sẽ có một số thứ sẽ không bao giờ được chế tạo hoặc thiết kế vì nó không thực tế.”

4.In 3D Các Công Cụ Tùy Chỉnh Các Bộ Phận Trên Máy Bay

Lufthansa Technik là một trong những nhà cung cấp hàng không và nhà cung cấp dịch vụ bảo trì, sửa chữa và đại tu (MRO) lớn nhất thế giới. Các vạch đánh dấu lối thoát hiểm Guide U độc quyền của họ được thiết kế để lắp đặt hậu mãi trong cabin máy bay. Những dấu hiệu sàn cải tiến này có khả năng phát quang, nghĩa là chúng được trang bị các sắc tố màu tự phát sáng được sạc bằng ánh sáng trong cabin thông thường và tiếp tục phát sáng trong bóng tối trong trường hợp khẩn cấp không có điện.

Trước khi sản xuất, một số vật liệu dụng cụ và quy trình chế tạo đã được thử nghiệm. Vòi phun ép đùn tùy chỉnh in 3D được coi là phương pháp sản xuất linh hoạt và tiết kiệm chi phí nhất. “Về mặt lý thuyết, chúng tôi cũng có thể ép khuôn các bộ phận của mình. Nhưng chúng tôi sẽ không bao giờ linh hoạt như vậy trong hình dạng và khả năng điều chỉnh vòi phun. Đó là nơi tôi thấy được lợi thế to lớn của in 3D,” Ulrich Zarth, kỹ sư dự án Guide U giải thích.

Công cụ sản xuất này được in trên Form 3L, diện tích lớn của bệ in trong Form 3L cho phép sản xuất 72 đầu phun trong một lần in. Một số vật liệu Formlabs đã được thử nghiệm và lựa chọn thuộc về Clear Resin, ngoài việc mang lại độ ổn định và chất lượng bề mặt phù hợp, không ngừng tối ưu hóa quy trình sản xuất của mình.

5.Chế Tạo Đồ Gá, Mặt Nạ & Tiết Kiệm Thời Gian Sản Xuất

Nhóm Sản xuất Tích hợp tại AMRC làm việc với các đối tác công nghiệp để tập hợp các công nghệ tiên tiến và phát triển các hệ thống tích hợp. Nhóm nghiên cứu đã làm việc trong một dự án cho Airbus, nhà sản xuất hàng không vũ trụ lớn nhất Châu Âu, liên quan đến việc khoan và gia công các thành phần sợi carbon, nhôm và titan có độ chính xác cao. George Sleath, kỹ sư dự án tại AMRC, cho biết: “Sau khi khoan một lỗ và chuyển sang lỗ tiếp theo, chúng tôi cần phải che lỗ đầu tiên để bất kỳ mảnh vụn nào được tạo ra không làm ô nhiễm chéo lỗ thứ hai”.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu thử sử dụng một miếng nhôm có vòng chữ O bằng cao su nhỏ, nhưng điều đó vẫn chưa giải quyết được vấn đề một cách thỏa đáng. Và có thêm hai vấn đề nữa: cần có những chiếc mũ có nhiều kích cỡ và họ chỉ có mười ngày để cung cấp tổng cộng 500 chiếc mũ để đáp ứng thời hạn.

Với thời gian quay vòng ngắn như vậy đối với các sản phẩm tùy chỉnh, hầu như tất cả các lựa chọn sản xuất khác ngoài công nghệ in 3D sẽ không khả thi. Vào thời điểm đó, không chắc chắn về khả năng nội bộ của AMRC, Sleath đã yêu cầu báo giá từ ba văn phòng in ấn bên ngoài, nhưng báo giá rất đắt.

“Sau đó, tôi đã nói chuyện với Mark Cocking trong Nhóm Thiết kế và Tạo mẫu của chúng tôi và hỏi liệu chúng tôi có thể tự sản xuất bất kỳ thứ gì không. Tôi thực sự đã không nhận được phản hồi từ anh ấy trong 24 giờ, nhưng khi tôi nhận được thì anh ấy nói, ‘Ừ, chúng tôi đã in được một nửa số đó rồi.’ 250 chiếc mũ khoan này đã được sản xuất trong 24 giờ, đó là một sự thay đổi đáng kinh ngạc.” Sleath nói.

Cuối cùng, Cocking đã cố gắng sản xuất được tất cả các bộ phận trong vòng hai ngày và những chiếc mũ hoạt động chính xác như dự định trên hiện trường. “Phản hồi mà tôi nhận được từ những người vận hành lắp đặt chúng thật tuyệt vời. Phần lớn các bộ phận đều hoạt động chính xác như dự định và không có bộ phận nào bị hỏng trong quá trình vận hành,” Sleath nói.

…….Continues….

Trên đây Thinksmart đã giới thiệu đến mọi người những ứng dụng cực kỳ hữu ích mà công nghệ in 3D của Formlabs mang lại trong ngành hàng không. Và còn 1 số ứng dụng sẽ được truyền tải trong bài viết kế tiếp, mời khách hàng cùng chờ đón nhé !!

Thinksmart Chuyên Cung Cấp Gói Giải Pháp Công Nghệ: 3D Scan + Photogrammetry & Thiết Kế Ngược (RE), SLA 3D Printing & FDM 3D Printing, Robot CNC, Altair Simulation, Concept/ Industrial Design, Jig & Fixture, RTM, SMC, Vacuum Forming Plastic, Inspecting, Mockup, Production,…

Chúng tôi sẵn sàng phục vụ đem lại lợi ích vượt mong đợi, và chất lượng sản phẩm tốt nhất đến với Quý Khách Hàng.