ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IN 3D TRONG SẢN XUẤT HÀNG KHÔNG VŨ TRỤ

Ngành hàng không vũ trụ luôn đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối, hiệu suất cao và tính tối ưu trong mọi khâu thiết kế – sản xuất. Công nghệ in 3D, với khả năng tạo hình tự do và kiểm soát vật liệu tiên tiến, đang mở ra một chương mới cho lĩnh vực này. Từ chế tạo linh kiện động cơ đến cabin máy bay và vệ tinh mini, in 3D trong hàng không vũ trụ không chỉ giúp giảm trọng lượng, tăng độ bền mà còn rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm một cách đáng kể.

Ứng dụng nổi bật của in 3D trong ngành hàng không vũ trụ

1. Tối ưu hóa thiết kế với cấu trúc phức tạp

Công nghệ in 3D cho phép tạo ra những hình khối phức tạp mà phương pháp gia công truyền thống không thể thực hiện. Trong ngành hàng không vũ trụ, điều này có ý nghĩa to lớn vì các cấu trúc nhẹ – bền – tối ưu khí động học luôn là ưu tiên hàng đầu. Các thiết kế dạng lưới (lattice structures), ống làm mát tích hợp, hay kết cấu tổ ong đều có thể được in chính xác bằng công nghệ này, đặc biệt là khi sử dụng các công nghệ như PolyJet, FDM hoặc PBF (Powder Bed Fusion).

2. Giảm trọng lượng thiết bị bay

Trong môi trường không gian, mỗi gram trọng lượng đều liên quan trực tiếp đến chi phí phóng và nhiên liệu. Nhờ in 3D, các bộ phận có thể được thiết kế rỗng bên trong, sử dụng ít vật liệu hơn nhưng vẫn đảm bảo độ bền – giúp giảm đến 40–60% trọng lượng linh kiện. Boeing và Airbus đã áp dụng in 3D để chế tạo các kẹp dây, giá đỡ và hệ thống thông gió trên máy bay thương mại.

3. Tích hợp nhiều chức năng trong một chi tiết

Một lợi ích vượt trội khác của in 3D trong hàng không vũ trụ là khả năng tích hợp nhiều chức năng trong một chi tiết duy nhất. Thay vì lắp ráp nhiều bộ phận riêng biệt, nhà sản xuất có thể in một khối hoàn chỉnh, giúp giảm điểm hàn, vít – vốn là rủi ro cao trong điều kiện rung động lớn và thay đổi nhiệt độ như trong vũ trụ.

Vật liệu in 3D chuyên dụng cho ngành hàng không vũ trụ

1. Vật liệu polymer chịu nhiệt cao

Các vật liệu như ULTEM™ 9085, Antero™ 800NA (PEKK) do Stratasys cung cấp là lựa chọn tối ưu cho linh kiện cabin, ống dẫn khí, khung thiết bị trong máy bay. Đây là những vật liệu nhẹ, kháng hóa chất, đạt chuẩn hàng không FAA, đặc biệt phù hợp với các công nghệ in FDM.

2. Vật liệu kim loại cho động cơ và cấu trúc chính

Các hợp kim như Ti6Al4V (Titanium), Inconel 718 hoặc nhôm AlSi10Mg thường được sử dụng với công nghệ in kim loại như DMLS (Direct Metal Laser Sintering). Những vật liệu này đáp ứng được nhiệt độ cao, độ bền vượt trội – phù hợp với các bộ phận trong buồng đốt, vòi phun nhiên liệu, vỏ vệ tinh…

Tăng tốc R&D và giảm chi phí chế tạo

1. Sản xuất mẫu thử nhanh chóng

Trước đây, việc tạo mẫu linh kiện hàng không tốn kém và mất nhiều tuần. Với in 3D, kỹ sư có thể tạo mẫu trong vài giờ hoặc vài ngày, giúp tăng tốc độ thử nghiệm khí động học, lắp ghép và kiểm định – từ đó rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm.

2. Sản xuất theo nhu cầu và tại chỗ

Một xu hướng nổi bật là in 3D tại chỗ – ngay tại căn cứ kỹ thuật hoặc ngoài không gian. NASA đã triển khai in các công cụ và linh kiện trên ISS (Trạm vũ trụ quốc tế), giúp giảm phụ thuộc vào chuỗi cung ứng từ Trái đất và tăng khả năng tự chủ trong sứ mệnh kéo dài.

Thực tế ứng dụng nổi bật toàn cầu

• NASA: Đã sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra hơn 100 chi tiết trên động cơ tên lửa RS-25 và máy dò sao Mars Perseverance Rover.
   
• Airbus: Trang bị hơn 1.000 bộ phận in 3D cho dòng máy bay A350 XWB, sử dụng vật liệu ULTEM™ 9085.
   
• Boom Supersonic: Ứng dụng in 3D cho 100% hệ thống khí động và đường dẫn nhiên liệu trên máy bay siêu thanh XB-1.
   

Thách thức và tương lai của in 3D trong hàng không vũ trụ

1. Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt

Do yêu cầu an toàn cực cao, mọi linh kiện in 3D phải vượt qua kiểm định chính xác về cơ tính, độ rỗng, độ dẫn nhiệt. Điều này đang thúc đẩy phát triển các công nghệ in tiên tiến và phần mềm mô phỏng tích hợp (như GrabCAD Print, Insight, hoặc phần mềm CAE).

2. Tự động hóa chuỗi sản xuất

Tương lai của in 3D trong ngành hàng không vũ trụ sẽ gắn liền với tự động hóa – từ nạp vật liệu, giám sát in đến hậu xử lý – nhằm tăng tốc độ sản xuất, giảm sai số và đảm bảo chất lượng đồng nhất.

AIT & Stratasys – Đối tác công nghệ tiên phong cho ngành hàng không Việt Nam

Với vai trò là đối tác phân phối chính thức của Stratasys tại Việt Nam, AIT (công ty thành viên của AES Group) cam kết cung cấp các giải pháp in 3D tiên tiến nhất dành riêng cho lĩnh vực hàng không vũ trụ. Từ máy in FDM, PolyJet, SLA đến vật liệu đạt chuẩn FAA – chúng tôi sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp từ bước thiết kế đến sản xuất thực tế.

Liên hệ ngay hôm nay

Bạn đang tìm giải pháp đột phá cho thiết kế và sản xuất hàng không?
👉 Liên hệ đội ngũ chuyên gia của AIT để nhận tư vấn chuyên sâu và demo giải pháp in 3D dành riêng cho ngành hàng không vũ trụ!

📞 Hotline: 0961 402 699
📧 Email: contact@aesvietnam.com
🌐 Website: https://aesvietnam.com/