ثورة في الطيران: نحو مستقبل صديق للبيئة مع الطباعة ثلاثية الأبعاد!

ثورة في الطيران: نحو مستقبل صديق للبيئة مع الطباعة ثلاثية الأبعاد!

في 4 يوليو 2025، تم عقد اجتماع حالة مهم للمشاركين في المشروع كجزء من برنامج أبحاث الطيران LuFo بعنوان "FAST". المشروع من الوزارة الاتحادية للشؤون الاقتصادية وحماية المناخ ولها هدف طموح يتمثل في وضع معايير جديدة للطيران الصديق للبيئة. وينصب التركيز على تطوير عمليات تصنيع سريعة ومتصلة بشبكة رقمية لأنظمة القيادة الكهربائية الهجينة.

وتقود شركة رولز رويس ألمانيا هذا الكونسورتيوم، والتي تنسق التعاون مع مختلف الشركاء الصناعيين والبحثيين. أحد العناصر البارزة في المشروع هو البحث في قسم التصنيع الهجين (FHF) في BTU Cottbus-Senftenberg، حيث يتم التحقيق في الإنتاج المتسارع لمكونات التيتانيوم (Ti-6Al-4V) باستخدام اندماج طبقة مسحوق الليزر (L-PBF). يجب تقصير دورة التطوير بشكل كبير دون المساس بالجودة والسلامة التشغيلية.

الابتكارات من خلال التصنيع الإضافي

تتطلب التحديات التي تواجه صناعة الطيران أساليب مبتكرة. ال تصنيع الطبقة المضافة (ALM) يلعب دورًا مركزيًا عن طريق إذابة المساحيق في طبقات. تتيح هذه التقنية الاستفادة القصوى من المواد مع تقليل النفايات. بالمقارنة مع الطرق التقليدية مثل الصب، يسمح ALM بإنشاء الهيكل المطلوب مباشرة، مما يؤدي إلى تحسين تصميم المكونات.

ومن الأمثلة البارزة على ذلك محرك Trent XWB-97، والذي يتضمن أكبر مكونات المحرك المطبوعة ثلاثية الأبعاد على الإطلاق. وقد تم اختبارها بنجاح في رحلة تجريبية وسلطت الضوء على تنوع التصنيع الإضافي في مجال الطيران.

يحقق مشروع FAST أيضًا تقدمًا ملحوظًا في مجال تحسين العملية. تم تسريع عملية L-PBF بنسبة 270%، مما أدى إلى انخفاض كبير في الطاقة اللازمة لمعالجة المواد. إن التحقق من الخواص الميكانيكية وجودة السطح للموافقة على الطيران له الأولوية القصوى.

تصميم طيران صديق للبيئة

وهذا هو لبنة بناء أخرى لمستقبل الطيران التصميم الأخضر ، والتي تحركها أهداف سياسية صارمة لحماية المناخ. يلعب البناء خفيف الوزن واستخدام مواد جديدة عالية الأداء دورًا حاسمًا هنا. تتيح عملية LPBF على وجه الخصوص إنتاج مكونات معقدة وعالية القوة وخفيفة الوزن للطيران وهي محور مبادرة أبحاث TIRIKA التابعة لـ Fraunhofer ILT، والتي تمولها الوزارة الفيدرالية للشؤون الاقتصادية وحماية المناخ.

تتم متابعة استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة خالية من الانبعاثات بشكل مكثف. ومن خلال استخدام مساحيق خاصة بالتعاون مع الشركات المصنعة للمواد، يمكن إنشاء أشكال هندسية جديدة ومعقدة وهياكل وظيفية لا يمكن تنفيذها باستخدام العمليات التقليدية. تكتشف تقنية الاستشعار الدقيقة القطع الأثرية التي يصل حجمها إلى 0.4 ملم في طبقة المسحوق، مما يقلل من استهلاك الوقت في الاختبارات النهائية ويزيد من كفاءة الإنتاج.

تبلغ مدة المشروع الإجمالية أربع سنوات ويستمر حتى أغسطس 2026. وخلال هذه الفترة، يجب إظهار النتائج المركزية وتعميقها باستخدام نماذج أولية وظيفية واقعية. حصل فيليكس جينش، زميل باحث في مؤسسة FHF، على جائزة منحة الدكتوراه للاستدامة لعام 2025 لمساهماته البارزة في مشروع FAST، الذي تم تقديمه في 14 مايو 2025 في ديربي، المملكة المتحدة.

وتسلط الجائزة الضوء على التطورات المبتكرة في الهندسة التي تعود بالنفع على البيئة. يُظهر مشروع FAST أن صناعة الطيران في طريقها إلى التنفيذ الناجح لحلول أكثر صداقة للبيئة من خلال تقنيات التصنيع الحديثة.