Επανάσταση στην αεροπορία: προς ένα φιλικό προς το περιβάλλον μέλλον με τρισδιάστατη εκτύπωση!

Επανάσταση στην αεροπορία: προς ένα φιλικό προς το περιβάλλον μέλλον με τρισδιάστατη εκτύπωση!

Στις 4 Ιουλίου 2025, πραγματοποιήθηκε μια σημαντική συνάντηση για το καθεστώς των συμμετεχόντων στο έργο στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος αεροπορίας LuFo με τίτλο «FAST». Το έργο είναι από Ομοσπονδιακό Υπουργείο Οικονομικών Υποθέσεων και Προστασίας του Κλίματος και έχει τον φιλόδοξο στόχο να θέσει νέα πρότυπα για φιλικές προς το περιβάλλον αερομεταφορές. Η εστίαση είναι στην ανάπτυξη γρήγορων, ψηφιακά δικτυωμένων διαδικασιών παραγωγής για συστήματα υβριδικής-ηλεκτρικής κίνησης.

Επικεφαλής της κοινοπραξίας είναι η Rolls-Royce Γερμανίας, η οποία συντονίζει τη συνεργασία με διάφορους βιομηχανικούς και ερευνητικούς εταίρους. Ένα εξαιρετικό στοιχείο του έργου είναι η έρευνα στο Τμήμα Κατασκευής Υβριδικών (FHF) στο BTU Cottbus-Senftenberg, όπου διερευνάται η επιταχυνόμενη παραγωγή εξαρτημάτων τιτανίου (Ti-6Al-4V) με χρήση Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). Ο κύκλος ανάπτυξης θα πρέπει να συντομευθεί σημαντικά χωρίς να διακυβεύεται η ποιότητα και η λειτουργική ασφάλεια.

Καινοτομίες μέσω της παραγωγής προσθέτων

Οι προκλήσεις που αντιμετωπίζει ο κλάδος των αερομεταφορών απαιτούν καινοτόμες προσεγγίσεις. Ο Κατασκευή προσθετικών στρωμάτων (ALM) παίζει κεντρικό ρόλο λιώνοντας σκόνες σε στρώσεις. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει τη μέγιστη αξιοποίηση των υλικών ελαχιστοποιώντας τα απόβλητα. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους όπως η χύτευση, η ALM επιτρέπει την άμεση δημιουργία της επιθυμητής δομής, βελτιστοποιώντας τον σχεδιασμό των εξαρτημάτων.

Ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα είναι ο κινητήρας Trent XWB-97, ο οποίος περιλαμβάνει τα μεγαλύτερα εξαρτήματα κινητήρα που έχουν εκτυπωθεί ποτέ 3D. Αυτά δοκιμάστηκαν με επιτυχία σε δοκιμαστική πτήση και υπογραμμίζουν την ευελιξία της κατασκευής προσθέτων στην αεροπορία.

Το έργο FAST σημειώνει επίσης αξιοσημείωτη πρόοδο στον τομέα της βελτιστοποίησης διαδικασιών. Η διαδικασία L-PBF επιταχύνθηκε κατά 270%, με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της ενέργειας που απαιτείται για την επεξεργασία του υλικού. Η επικύρωση των μηχανικών ιδιοτήτων και της ποιότητας της επιφάνειας για έγκριση αεροπορίας έχει την υψηλότερη προτεραιότητα.

Φιλικός προς το περιβάλλον σχεδιασμός της αεροπορίας

Ένα άλλο δομικό στοιχείο για το μέλλον της αεροπορίας είναι αυτό πράσινο σχέδιο, η οποία καθοδηγείται από αυστηρούς στόχους προστασίας του πολιτικού κλίματος. Η ελαφριά κατασκευή και η χρήση νέων υλικών υψηλής απόδοσης παίζουν καθοριστικό ρόλο εδώ. Ειδικότερα, η διαδικασία LPBF επιτρέπει την παραγωγή σύνθετων, υψηλής αντοχής και ελαφρών εξαρτημάτων για την αεροπορία και αποτελεί το επίκεντρο της ερευνητικής πρωτοβουλίας TIRIKA της Fraunhofer ILT, που χρηματοδοτείται από το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Οικονομικών Υποθέσεων και Προστασίας του Κλίματος.

Η χρήση του υδρογόνου ως πηγή ενέργειας χωρίς εκπομπές επιδιώκεται εντατικά. Χρησιμοποιώντας ειδικές πούδρες σε συνεργασία με κατασκευαστές υλικών, μπορούν να δημιουργηθούν νέες, πολύπλοκες γεωμετρίες και λειτουργικές δομές που δεν μπορούν να εφαρμοστούν με συμβατικές διαδικασίες. Η τεχνολογία ακριβούς αισθητήρα ανιχνεύει τεχνουργήματα έως και 0,4 χιλιοστά στο στρώμα πούδρας, γεγονός που μειώνει τις χρονοβόρες δοκιμές κατάντη και αυξάνει την απόδοση παραγωγής.

Το έργο έχει συνολική διάρκεια τέσσερα χρόνια και διαρκεί έως τον Αύγουστο του 2026. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα κεντρικά αποτελέσματα πρέπει να επιδειχθούν και να εμβαθύνουν χρησιμοποιώντας ρεαλιστικά λειτουργικά πρωτότυπα. Ο Felix Jensch, ερευνητής στο FHF, τιμήθηκε με το PhD Sustainability Bursary Award 2025 για την αξιοσημείωτη συνεισφορά του στο έργο FAST, που παρουσιάστηκε στις 14 Μαΐου 2025 στο Derby του Ηνωμένου Βασιλείου.

Το βραβείο υπογραμμίζει τις καινοτόμες εξελίξεις στη μηχανική που ωφελούν το περιβάλλον. Το έργο FAST δείχνει ότι η αεροπορική βιομηχανία βρίσκεται στο δρόμο για την επιτυχή εφαρμογή πιο φιλικών προς το περιβάλλον λύσεων μέσω σύγχρονων τεχνολογιών κατασκευής.