Rewolucja w lotnictwie: w stronę przyjaznej dla środowiska przyszłości z drukiem 3D!

Rewolucja w lotnictwie: w stronę przyjaznej dla środowiska przyszłości z drukiem 3D!

W dniu 4 lipca 2025 roku odbyło się ważne spotkanie statusowe uczestników projektu w ramach lotniczego programu badawczego LuFo pt. „FAST”. Projekt pochodzi z Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu i ma ambitny cel, jakim jest ustanowienie nowych standardów lotnictwa przyjaznego dla środowiska. Nacisk położony jest na rozwój szybkich, połączonych cyfrowo procesów produkcyjnych dla hybrydowo-elektrycznych układów napędowych.

Konsorcjum kieruje firma Rolls-Royce Germany, która koordynuje współpracę z różnymi partnerami przemysłowymi i badawczymi. Wybitnym elementem projektu są prace badawcze na Wydziale Produkcji Hybrydowej (FHF) BTU Cottbus-Senftenberg, gdzie badane są przyspieszone wytwarzanie komponentów tytanowych (Ti-6Al-4V) z wykorzystaniem Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). Cykl rozwoju powinien zostać znacząco skrócony bez uszczerbku dla jakości i bezpieczeństwa eksploatacji.

Innowacje poprzez produkcję przyrostową

Wyzwania stojące przed branżą lotniczą wymagają innowacyjnego podejścia. The Addytywne wytwarzanie warstw (ALM) odgrywa kluczową rolę poprzez topienie proszków warstwami. Technologia ta pozwala na maksymalne wykorzystanie materiału przy jednoczesnej minimalizacji odpadów. W porównaniu do tradycyjnych metod, takich jak odlewanie, ALM umożliwia bezpośrednie utworzenie pożądanej konstrukcji, optymalizując projektowanie komponentów.

Godnym uwagi przykładem jest silnik Trent XWB-97, który zawiera największe elementy silnika, jakie kiedykolwiek wydrukowano w 3D. Zostały one pomyślnie przetestowane w locie testowym i potwierdzają wszechstronność wytwarzania przyrostowego w lotnictwie.

Projekt FAST czyni także zauważalny postęp w obszarze optymalizacji procesów. Proces L-PBF został przyspieszony o 270%, co spowodowało znaczną redukcję energii potrzebnej do obróbki materiału. Walidacja właściwości mechanicznych i jakości powierzchni do celów zatwierdzenia w lotnictwie ma najwyższy priorytet.

Przyjazny dla środowiska projekt lotnictwa

Jest to kolejny element składowy przyszłości lotnictwa zielony projekt, któremu przyświecają rygorystyczne cele polityczne w zakresie ochrony klimatu. Lekka konstrukcja i zastosowanie nowych, wysokowydajnych materiałów odgrywają tutaj kluczową rolę. W szczególności proces LPBF umożliwia produkcję złożonych, wytrzymałych i lekkich komponentów dla lotnictwa i jest przedmiotem inicjatywy badawczej TIRIKA firmy Fraunhofer ILT, finansowanej przez Federalne Ministerstwo Spraw Gospodarczych i Ochrony Klimatu.

Intensywnie dąży się do wykorzystania wodoru jako bezemisyjnego źródła energii. Dzięki zastosowaniu specjalnych proszków we współpracy z producentami materiałów można stworzyć nowe, złożone geometrie i struktury funkcjonalne, których nie da się zrealizować przy użyciu konwencjonalnych procesów. Precyzyjna technologia czujników wykrywa artefakty o wielkości do 0,4 milimetra w złożu proszku, co ogranicza czasochłonne testy na dalszym etapie i zwiększa wydajność produkcji.

Projekt trwa łącznie cztery lata i potrwa do sierpnia 2026 r. W tym czasie należy zademonstrować i pogłębić główne wyniki przy użyciu realistycznych prototypów funkcjonalnych. Felix Jensch, pracownik naukowy w FHF, otrzymał nagrodę PhD Sustainability Bursary Award 2025 za znaczący wkład w projekt FAST, zaprezentowany 14 maja 2025 r. w Derby w Wielkiej Brytanii.

Nagroda podkreśla innowacyjne osiągnięcia w inżynierii, które przynoszą korzyści środowisku. Projekt FAST pokazuje, że przemysł lotniczy jest na dobrej drodze do skutecznego wdrażania bardziej przyjaznych środowisku rozwiązań poprzez nowoczesne technologie produkcyjne.