Revoluce v letectví: směrem k budoucnosti šetrné k životnímu prostředí s 3D tiskem!

Revoluce v letectví: směrem k budoucnosti šetrné k životnímu prostředí s 3D tiskem!

Dne 4. července 2025 se uskutečnilo důležité stavovské setkání účastníků projektu v rámci programu leteckého výzkumu LuFo s názvem „RYCHLE“. Projekt pochází z Federální ministerstvo hospodářství a ochrany klimatu a má ambiciózní cíl stanovit nové standardy pro letectví šetrné k životnímu prostředí. Důraz je kladen na vývoj rychlých, digitálně propojených výrobních procesů pro hybridní elektrické pohonné systémy.

Konsorcium vede společnost Rolls-Royce Germany, která koordinuje spolupráci s různými průmyslovými a výzkumnými partnery. Významným prvkem projektu je výzkum na katedře hybridní výroby (FHF) VUT Cottbus-Senftenberg, kde je zkoumána zrychlená výroba titanových součástek (Ti-6Al-4V) pomocí Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). Vývojový cyklus by měl být výrazně zkrácen, aniž by byla ohrožena kvalita a provozní bezpečnost.

Inovace prostřednictvím aditivní výroby

Výzvy, kterým letecký průmysl čelí, vyžadují inovativní přístupy. The Výroba aditivní vrstvy (ALM) hraje ústřední roli tavením prášků ve vrstvách. Tato technologie umožňuje maximální využití materiálu při minimalizaci odpadu. Ve srovnání s tradičními metodami, jako je odlévání, umožňuje ALM přímo vytvořit požadovanou strukturu, což optimalizuje návrh součástí.

Pozoruhodným příkladem je motor Trent XWB-97, který obsahuje největší součásti motoru, jaké kdy byly 3D vytištěny. Ty byly úspěšně testovány v testovacím letu a podtrhují všestrannost aditivní výroby v letectví.

Projekt FAST také výrazně pokročil v oblasti optimalizace procesů. Proces L-PBF byl zrychlen o 270 %, což vedlo k výraznému snížení energie potřebné pro zpracování materiálu. Validace mechanických vlastností a kvality povrchu pro schválení v letectví má nejvyšší prioritu.

Ekologický design letectví

Dalším stavebním kamenem pro budoucnost letectví je toto zelený design, která je vedena přísnými politickými cíli ochrany klimatu. Zásadní roli zde hraje lehká konstrukce a použití nových vysoce výkonných materiálů. Zejména proces LPBF umožňuje výrobu složitých, vysoce pevných a lehkých součástí pro letectví a je středem zájmu výzkumné iniciativy TIRIKA společnosti Fraunhofer ILT, financované Spolkovým ministerstvem hospodářství a ochrany klimatu.

Intenzivně se sleduje využití vodíku jako bezemisního zdroje energie. Použitím speciálních prášků ve spolupráci s výrobci materiálů lze vytvořit nové, složité geometrie a funkční struktury, které nelze realizovat pomocí konvenčních procesů. Technologie přesných senzorů detekuje artefakty až do velikosti 0,4 milimetru v práškovém loži, což snižuje časově náročné následné testy a zvyšuje efektivitu výroby.

Projekt má celkovou dobu trvání čtyři roky a poběží do srpna 2026. Během této doby musí být hlavní výsledky prokázány a prohloubeny pomocí realistických funkčních prototypů. Felix Jensch, vědecký pracovník na FHF, získal cenu PhD Sustainability Bursary Award 2025 za své pozoruhodné příspěvky k projektu FAST, který byl představen 14. května 2025 v Derby ve Velké Británii.

Cena vyzdvihuje inovativní vývoj ve strojírenství, který je přínosem pro životní prostředí. Projekt FAST ukazuje, že letecký průmysl je na cestě k úspěšné implementaci ekologičtějších řešení prostřednictvím moderních výrobních technologií.