애플리케이션 스포트라이트:항공기 객실을 위한 3D 프린팅

비행기를 탈 때 팔걸이 또는 트레이 테이블이 3D 인쇄되었다는 사실을 깨닫지 못할 수도 있지만 이 기술을 객실 부품에 사용하면 항공사에 완전히 새로운 가능성의 세계가 열릴 수 있습니다.

예를 들어, 이러한 가능성에는 비용 효율적인 인테리어 맞춤화 및 예비 부품의 신속한 생산 및 배송이 포함됩니다.

항공기 인테리어에 3D 프린팅을 사용하는 주요 동인을 살펴보고 오늘날 항공우주 산업의 선두 기업들이 이 기술을 적용하는 방법을 보여줍니다.

이 시리즈에서 다루는 다른 애플리케이션을 살펴보십시오.

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3D 인쇄 로켓과 우주선 제조의 미래

신발 제조를 위한 3D 프린팅

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철도 산업의 3D 프린팅

3D 인쇄 안경

최종 부품 생산을 위한 3D 프린팅

브라켓용 3D 프린팅

터빈 부품용 3D 프린팅

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객실 부품에 3D 프린팅을 채택한 이유는 무엇입니까?

객실 디자인 혁신

항공사는 항상 고객의 비행 경험을 개선할 수 있는 방법을 모색하고 있으며, 객실 디자인은 거기에서 중요한 역할을 합니다.

특정 항공사의 요구와 기능을 수용하는 맞춤형 인테리어를 만드는 것은 3D 프린팅을 위한 완벽한 작업이자 성장하는 추세입니다.

3D 프린팅은 개별 사양에 따라 값비싼 툴링 변경이 필요하지 않기 때문에 캐빈 부품을 맞춤화할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다. 따라서 맞춤형 부품 제조가 더 빠르고 비용 효율적입니다.

체중 감소

항공사는 연료 소비가 주요 비용 중 하나이기 때문에 연료 효율성이 우수한 항공기에 투자하는 경향이 있습니다. 그러나 기존의 제조 방법으로는 항공기 부품의 무게를 줄이는 데 한계가 있습니다.

제조업체는 따라서 무게를 줄이면서 부품을 제조하는 보다 진보되고 대안적인 방법에 대한 검색을 계속하고 있습니다.

3D 프린팅은 재료를 절약할 수 있는 최적화된 부품 형상을 통해 중량 감소를 달성하는 솔루션 중 하나를 제공합니다.

3D 프린팅을 통해 제조업체는 사출 성형보다 벽이 더 얇은 경량 재료로 캐빈 부품을 만들 수 있습니다.

또한 이 기술은 기능 통합을 가능하게 하는 반면 구성 요소의 여러 개별 부품을 단일 단위로 설계 및 인쇄할 수 있어 부품 무게를 더욱 줄일 수 있습니다.

항공기 인테리어용 예비 부품의 주문형 3D 프린팅

예비 부품 수요를 예측하는 것은 어려운 일이며 때로는 예비 부품이 더 이상 생산되지 않을 수도 있습니다. 이러한 요소는 항공기 애프터마켓 서비스를 어렵게 만들고 전반적인 공급망의 비효율을 초래합니다. 재고 수준이 높으면 항공기 가동 중지 시간을 줄일 수 있지만 그러한 재고를 유지하는 데 드는 천문학적으로 높은 비용이 발생합니다.

또한 MRO 서비스를 적시에 제공하는 것이 종종 문제가 됩니다. 짧은 시간에 값비싼 재료로 고품질 교체 부품을 생산해야 하는 필요성으로 인해 제조업체는 전통적인 제조 프로세스를 사용하여 리드 타임이 몇 개월로 늘어나는 압박을 받습니다.

게다가 기존 항공기 부품을 수리하거나 교체할 때 관련 도구를 OEM에서 더 이상 구입할 수 없을 수도 있습니다.

3D 프린팅은 주문형 제조를 통해 더 빠른 처리를 가능하게 하고 재고를 줄임으로써 이러한 문제 중 일부를 극복할 수 있는 엄청난 기회가 있습니다.

3D 프린팅을 사용하면 회사에서 금형과 같은 도구를 사용하지 않고 디지털 설계 파일에서 직접 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 일부 예비 부품, 특히 구식 구성 요소와 같이 수요가 낮은 부품을 3D 인쇄용으로 재설계하고 가상 재고에 저장할 수 있어 창고 공간을 확보하고 재고 비용을 절감할 수 있음을 의미합니다.

교체가 필요한 경우 가상 부품 카탈로그에서 디자인을 가져와 인쇄용으로 보낼 수 있습니다.

3D 프린팅은 경제적으로 소량의 부품을 생산할 수 있는 능력 덕분에 기업이 필요한 만큼만 부품을 생성할 수 있어 기존 생산 방식의 전형적인 과잉 생산 문제를 해결할 수 있습니다.

객실 부품에 3D 프린팅을 사용하는 4가지 예

환기구 및 전기 하우징에서 스페이서 패널 및 팔걸이에 이르기까지 많은 항공기 내부 구성 요소는 3D 프린팅의 이점을 누릴 수 있습니다. 아래에서 OEM 및 항공사 운영자가 객실 부품에 대한 기술을 활용하는 방법을 살펴봅니다.

1. Etihad Airways는 3D 프린팅에서 상당한 부가가치를 보고 있습니다.

아랍에미리트에서 두 번째로 큰 항공사인 Etihad Airways는 기내 부품용 3D 프린팅의 잠재력을 탐구한 최초의 항공사 중 하나였습니다.

2017년에 이 회사는 지역 최초의 인증된 3D 인쇄 항공기 내부 부품인 플라스틱 모니터 프레임을 선보였으며 그 이후로 Etihad는 3D 인쇄 노력을 강화해 왔습니다.

3D 프린팅 회사인 EOS 및 BigRep과의 놀라운 전략적 파트너십은 이러한 노력의 일부였습니다.

주요 3D 하드웨어 제조업체와의 협업 결과가 머지 않았습니다. 에티하드는 지난해 EASA(European Aviation Safety Agency)의 설계 및 생산 승인을 받은 아부다비에 적층제조(AM) 시설을 열어 EOS의 분말층 융합 기술을 이용해 항공기 부품을 생산했다.

Etihad Aviation Group의 사업부인 Etihad Engineering은 이제 EOS 3D 프린터를 사용하여 고품질 항공기 애플리케이션 및 객실 부품용 AM 부품을 설계, 생산 및 인증할 예정입니다.

회사는 3D 프린팅의 사용이 단순하고 중요하지 않은 부품의 교체보다 훨씬 더 발전할 것이라고 믿습니다.

캐빈 부품을 추가로 생산하면 최적화된 수리, 경량 설계, 짧은 리드 타임 및 맞춤화 측면에서 상당한 부가가치를 제공합니다. 예를 들어, 항공 산업의 지속 가능성을 향상시키기 위해 설계된 보잉과의 공동 프로젝트인 에티하드의 새로운 '그린라이너'에는 많은 3D 인쇄 부품이 포함된다고 합니다.

에티하드는 미래를 내다보며 3D 프린팅을 통해 단 30일 만에 항공기 전체를 ​​개조하여 업그레이드 속도가 30% 빨라졌습니다.

2. Diehl Aviation의 3D 인쇄 커튼 헤더 인클로저

객실 및 항공전자공학을 전문으로 하는 항공우주 제조업체인 Diehl Aviation은 내부 부품용 3D 프린팅의 또 다른 예를 선보였습니다.

Diehl은 Airbus와 함께 카타르항공 Airbus A350 XWB에 설치된 3D 인쇄 Curtain Comfort Header(커튼 레일 위에 위치하여 기내 클래스를 구분하는 인클로저)를 개발했습니다.

인클로저는 이전에 여러 층의 유리 섬유를 적층하여 구성했으며 시간과 비용이 많이 드는 특수 알루미늄 공구가 필요했습니다.

Diehl은 12개의 3D 인쇄된 열가소성 부품으로 이 부품을 조립할 수 있었고, 툴링 비용을 크게 줄이고 노동 시간을 절약할 수 있었습니다.

또한 부품은 재작업이 덜 필요하고 수리 또는 교체를 위해 쉽게 제거할 수 있으므로 수리 중 리드 타임이 훨씬 단축됩니다.

이 조각은 현재까지 여객기용으로 생산된 가장 큰 3D 프린팅 여객기 부품입니다.

3. British Airways는 항공기 인테리어에 3D 프린팅의 채택이 증가할 것으로 예측합니다.

3D 프린팅 객실 부품에 대한 대부분의 노력이 EMEA 지역에 집중되어 있는 것처럼 보이지만 유럽 항공사들이 따라잡고 있습니다.

예를 들어, British Airways는 3D 프린터를 사용하여 트레이 테이블, 기내 엔터테인먼트(IFE) 시스템 및 화장실을 비롯한 비필수 객실 부품부터 시작하여 항공기 부품을 만드는 가능성을 모색하고 있습니다.

이러한 구성 요소가 안전한 비행 운항에 영향을 미치지는 않지만 파손될 경우 고객이 이용할 수 있는 좌석이나 화장실의 수가 줄어들고 엔지니어가 부품이 수리 또는 교체되기를 기다리는 동안 지연이 발생할 수 있습니다. .

항공사에 따르면 3D 프린터는 기존 구성 요소만큼 강력하고 내구성이 뛰어나면서도 훨씬 더 짧은 기간에 사용할 수 있는 교체 부품을 생산할 수 있습니다.

영국항공은 AM을 채택한 또 다른 동인으로 무게 감소를 인용하면서 3D 프린팅이 부품 무게를 최대 55%까지 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. 작은 부품으로도 킬로그램을 제거할 때마다 항공기 수명 동안 수많은 CO2 배출량이 절약되므로 그 효과는 상당할 수 있습니다.

앞으로 항공사는 3D 프린팅이 가능할 것으로 예측합니다. 칼 붙이 및 좌석에서 수하물 컨테이너 및 항공기 창에 이르기까지 훨씬 더 광범위한 객실 부품.

4. Stratasys, SIA Engineering Company 및 Additive Flight Solutions 3D 프린팅으로 수천 개의 객실 부품

Stratasys는 항공기 MRO 서비스를 제공하는 SIA Engineering Company 및 3D 인쇄 서비스 기관인 Additive Flight Solutions와 함께 AM을 항공사에 솔루션을 제공하는 핵심 기술로 보고 있습니다.

2018년에 형성된 합작 투자에서 3개의 파트너가 Stratasys FDM 기술을 사용하여 현재까지 항공기 객실용 인증 부품을 5,000개 이상 생산하고 있습니다.

이러한 부품 중 하나는 좌석 컨트롤러를 보호하기 위한 덮개로 승객이 실수로 버튼을 누르는 것을 방지합니다. AM 프로세스를 전통적인 프로세스보다 선택하는 주요 이유 중 하나는 이러한 커버의 소량 주문을 더 빠르고 비용 효율적으로 생산할 수 있는 능력입니다.

또 다른 예에서 팀은 너무 자주 헐거워지는 항공기 커튼을 고정하기 위해 클립을 3D로 인쇄했습니다. 이 덮개/커튼에는 7가지 다른 디자인이 있습니다. 즉, 팀은 각 디자인에 대해 커튼 레일 끝 덮개를 사용자 정의해야 했습니다. 3D 프린팅은 이러한 수준의 맞춤화를 가능하게 하는 다른 기술보다 훨씬 더 유연합니다.

또한 보잉 787의 비상 도어에 대한 안전 수준 캐치를 만들기 위해 3D 프린팅이 적용되었습니다. 이 부품은 항공기가 비행하는 동안 비상 도어가 열리지 않도록 하기 위한 중요한 구성 요소입니다. 탈출 슬라이드가 우발적으로 작동될 수 있으므로 부상의 가능성이 있습니다.

다른 제품으로는 조수석 밑면 지지대, 3D 인쇄 칵테일 트레이, 욕실 홀더 등이 있습니다. 비누 및 소독제 디스펜서.

모든 부품은 항공기 내부에 대한 내열성 및 화염, 연기 및 독성(FST) 등급과 같은 엄격한 요구 사항을 충족해야 합니다.

이미 팀에서 개발하여 상업용 항공기에 설치한 수많은 응용 프로그램은 항공기 내부의 미래가 3D 프린팅 기술의 성숙과 밀접하게 연관되어 있음을 나타냅니다.

캐빈 부품에 대한 AM 표준화

표준화 없이 항공 산업에서 3D 프린팅의 미래는 없습니다. 당연히 항공기 객실 부품에 AM을 사용하는 데 있어 표준과 인증의 부재가 여전히 큰 병목 현상을 초래하고 있습니다.

'항공 우주에서 부품을 인증할 수 있는 표준이 없으면 일반적으로 여러 표준에 대해 인증할 수 있습니다. 그러면 항공 우주 플랫폼에 올릴 수 없습니다.' , 현재 Oerlikon의 적층 제조 수석 엔지니어인 Matthew Donovan이 AMFG와의 인터뷰에서 말했습니다.

적절한 표준이 없으면 항공우주 회사는 기존 제조 방법에서 제공하는 것과 같은 확신을 가지고 이 기술을 사용할 수 없습니다.

AM 재료, 프로세스, 품질 평가 및 디자인에 대한 업계 표준의 부족과 제한된 재료 처리 데이터로 인해 인증 기간이 더 길어집니다.

현재 항공기 부품을 제조하는 항공사와 회사는 부품별로 부품을 인증하고 있는데, 이는 비용과 시간이 많이 소요되는 노력입니다.

다행히도 항공기 부품에 AM을 적용하기 위한 표준, 정책 및 지침을 개발하려는 강력한 추진력이 있습니다.

연방 항공국(FAA) 및 유럽 항공과 같은 당국 Safety Agency(EASA)는 AM 산업 및 ASTM, SAE 및 ISO와 같은 표준 개발 조직과 협력하여 현재의 표준화 문제를 극복하고 있습니다.

SAE International에서 발행한 항공우주 분야의 폴리머 3D 프린팅 사양 세트는 이 분야의 최근 발전 중 하나입니다.

AMS7100:Fused Filament Fabrication Process 및 AMS7101:Material for Fused Filament Fabrication이라는 사양은 플라스틱 캐빈 부품에 3D 프린팅 채택을 장려하기 위해 FDM 프로세스를 위해 특별히 개발되었습니다.