Vallankumous ilmailussa: kohti ympäristöystävällistä tulevaisuutta 3D-tulostuksen avulla!

Vallankumous ilmailussa: kohti ympäristöystävällistä tulevaisuutta 3D-tulostuksen avulla!

4.7.2025 pidettiin tärkeä projektin osallistujien statuskokous osana LuFo-ilmailututkimusohjelmaa nimeltä "FAST". Projekti on peräisin Liittovaltion talous- ja ilmastonsuojeluministeriö ja sen kunnianhimoinen tavoite on asettaa uudet standardit ympäristöystävälliselle ilmailulle. Painopiste on nopeiden, digitaalisesti verkotettujen valmistusprosessien kehittämisessä hybridi-sähkökäyttöjärjestelmille.

Konsortiota johtaa Rolls-Royce Germany, joka koordinoi yhteistyötä eri teollisuus- ja tutkimuskumppanien kanssa. Eräs osa hankkeesta on tutkimus BTU Cottbus-Senftenbergin Hybrid Manufacturing Department (FHF) -osastolla, jossa tutkitaan titaanikomponenttien (Ti-6Al-4V) nopeutettua tuotantoa Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) -tekniikalla. Kehityssykliä tulisi lyhentää merkittävästi laadusta ja käyttöturvallisuudesta tinkimättä.

Innovaatioita lisäainevalmistuksen kautta

Ilmailualan haasteet edellyttävät innovatiivisia lähestymistapoja. The Additive Layer Manufacturing (ALM) Sillä on keskeinen rooli sulattaessa jauheita kerroksittain. Tämä tekniikka mahdollistaa materiaalin maksimaalisen käytön ja minimoi jätteen. Perinteisiin menetelmiin, kuten valuun verrattuna, ALM mahdollistaa halutun rakenteen luomisen suoraan, mikä optimoi komponenttien suunnittelun.

Merkittävä esimerkki on Trent XWB-97 -moottori, joka sisältää suurimmat koskaan 3D-tulostetut moottorikomponentit. Näitä testattiin onnistuneesti koelennolla ja ne korostavat lisäainevalmistuksen monipuolisuutta ilmailussa.

FAST-projekti edistyy merkittävästi myös prosessien optimoinnin alueella. L-PBF-prosessia kiihdytettiin 270 %, mikä johti merkittävästi materiaalinkäsittelyn energian vähenemiseen. Mekaanisten ominaisuuksien ja pinnan laadun validointi ilmailuhyväksyntää varten on etusijalla.

Ilmailun ympäristöystävällinen suunnittelu

Toinen ilmailun tulevaisuuden rakennuspalikka on tämä vihreä muotoilu, jota ohjaavat tiukat poliittiset ilmastonsuojelutavoitteet. Kevyt rakenne ja uusien korkealaatuisten materiaalien käyttö ovat tässä ratkaisevassa roolissa. Erityisesti LPBF-prosessi mahdollistaa monimutkaisten, erittäin lujien ja kevyiden komponenttien valmistuksen ilmailua varten, ja se on Fraunhofer ILT:n TIRIKA-tutkimushankkeen painopiste, jota rahoittaa liittovaltion talous- ja ilmastonsuojeluministeriö.

Vedyn käyttöön päästöttömänä energialähteenä pyritään intensiivisesti. Käyttämällä erikoisjauheita yhteistyössä materiaalivalmistajien kanssa voidaan luoda uusia, monimutkaisia ​​geometrioita ja toiminnallisia rakenteita, joita ei voida toteuttaa perinteisillä prosesseilla. Tarkka anturitekniikka havaitsee jopa 0,4 millimetrin artefaktit jauhepedissä, mikä vähentää aikaa vieviä jatkotestejä ja lisää tuotannon tehokkuutta.

Hankkeen kokonaiskesto on neljä vuotta ja se jatkuu elokuuhun 2026 saakka. Tänä aikana keskeiset tulokset tulee esitellä ja syventää realististen toiminnallisten prototyyppien avulla. Felix Jensch, FHF:n tutkija, sai PhD Sustainability Bursary Award 2025 -palkinnon hänen merkittävästä panoksestaan ​​FAST-projektissa, joka jaettiin 14. toukokuuta 2025 Derbyssä, Isossa-Britanniassa.

Palkinnolla korostetaan innovatiivisia ympäristön kannalta hyödyllisiä teknisiä kehityssuuntia. FAST-projekti osoittaa, että ilmailuala on matkalla menestyksekkäästi toteuttamaan ympäristöystävällisempiä ratkaisuja nykyaikaisten valmistusteknologioiden avulla.