Revoliucija aviacijoje: aplinkai draugiškos ateities link su 3D spausdinimu!

Revoliucija aviacijoje: aplinkai draugiškos ateities link su 3D spausdinimu!

2025 m. liepos 4 d., vykdant LuFo aviacijos tyrimų programą „FAST“, įvyko svarbus projekto dalyvių statuso susitikimas. Projektas yra iš Federalinė ekonomikos reikalų ir klimato apsaugos ministerija ir turi ambicingą tikslą nustatyti naujus aplinką tausojančios aviacijos standartus. Pagrindinis dėmesys skiriamas greitų, skaitmeniniu būdu sujungtų hibridinių elektrinių pavarų sistemų gamybos procesų kūrimui.

Konsorciumui vadovauja „Rolls-Royce Germany“, kuri koordinuoja bendradarbiavimą su įvairiais pramonės ir tyrimų partneriais. Išskirtinis projekto elementas yra moksliniai tyrimai BTU Cottbus-Senftenberg Hibridinės gamybos departamente (FHF), kuriame tiriama pagreitinta titano komponentų (Ti-6Al-4V) gamyba naudojant lazerinio miltelių sluoksnio sintezę (L-PBF). Kūrimo ciklas turėtų būti gerokai sutrumpintas, nepakenkiant kokybei ir eksploatavimo saugai.

Inovacijos per priedų gamybą

Aviacijos pramonės iššūkiai reikalauja naujoviškų metodų. The Priedų sluoksnių gamyba (ALM) vaidina pagrindinį vaidmenį lydydamas miltelius sluoksniais. Ši technologija leidžia maksimaliai išnaudoti medžiagas, tuo pačiu sumažinant atliekų kiekį. Palyginti su tradiciniais metodais, tokiais kaip liejimas, ALM leidžia tiesiogiai sukurti norimą struktūrą, optimizuojant komponentų dizainą.

Puikus pavyzdys yra Trent XWB-97 variklis, kuriame yra didžiausi kada nors spausdinti 3D variklio komponentai. Jie buvo sėkmingai išbandyti bandomuoju skrydžiu ir pabrėžia priedų gamybos aviacijoje universalumą.

FAST projektas taip pat daro didelę pažangą procesų optimizavimo srityje. L-PBF procesas buvo pagreitintas 270%, todėl žymiai sumažėjo medžiagų apdirbimui reikalinga energija. Mechaninių savybių ir paviršiaus kokybės patvirtinimas aviacijos patvirtinimui yra didžiausias prioritetas.

Ekologiškas aviacijos dizainas

Kitas aviacijos ateities elementas yra tai žalias dizainas, kurį lemia griežti politiniai klimato apsaugos tikslai. Lengva konstrukcija ir naujų aukštos kokybės medžiagų naudojimas čia vaidina lemiamą vaidmenį. LPBF procesas visų pirma leidžia gaminti sudėtingus, didelio stiprumo ir lengvus aviacijos komponentus, o tai yra Fraunhofer ILT tyrimų iniciatyvos TIRIKA, finansuojamos Federalinės ekonomikos ir klimato apsaugos ministerijos, tikslas.

Intensyviai siekiama naudoti vandenilį kaip neišmetantį energijos šaltinį. Naudojant specialius miltelius, bendradarbiaujant su medžiagų gamintojais, galima sukurti naujas sudėtingas geometrijas ir funkcines struktūras, kurių neįmanoma įgyvendinti naudojant įprastus procesus. Tiksli jutiklių technologija aptinka iki 0,4 milimetro artefaktus miltelių sluoksnyje, todėl sumažėja daug laiko reikalaujančių tolesnių bandymų ir padidėja gamybos efektyvumas.

Projektas trunka ketverius metus ir tęsiasi iki 2026 m. rugpjūčio mėn. Per šį laiką pagrindiniai rezultatai turi būti parodyti ir pagilinti naudojant realistiškus funkcinius prototipus. Felixas Jenschas, FHF mokslinis bendradarbis, buvo apdovanotas PhD Sustainability Bursary Award 2025 apdovanojimu už reikšmingą indėlį į FAST projektą, pristatytą 2025 m. gegužės 14 d. Derbyje, JK.

Apdovanojimas pabrėžia novatoriškus inžinerijos pokyčius, kurie naudingi aplinkai. FAST projektas rodo, kad aviacijos pramonė sėkmingai diegs aplinką tausojančius sprendimus pasitelkdama modernias gamybos technologijas.