Revolucija v letalstvu: proti okolju prijazni prihodnosti s 3D tiskanjem!

Revolucija v letalstvu: proti okolju prijazni prihodnosti s 3D tiskanjem!

4. julija 2025 je potekal pomemben statusni sestanek udeležencev projekta v okviru letalskega raziskovalnega programa LuFo z naslovom “FAST”. Projekt je iz Zvezno ministrstvo za gospodarstvo in varstvo podnebja in ima ambiciozen cilj postaviti nove standarde za okolju prijazno letalstvo. Poudarek je na razvoju hitrih, digitalno omreženih proizvodnih procesov za hibridno-električne pogonske sisteme.

Konzorcij vodi Rolls-Royce Germany, ki koordinira sodelovanje z različnimi industrijskimi in raziskovalnimi partnerji. Izjemen element projekta so raziskave na oddelku za hibridno proizvodnjo (FHF) na BTU Cottbus-Senftenberg, kjer se preiskuje pospešena proizvodnja komponent iz titana (Ti-6Al-4V) z uporabo laserske plastične plasti (L-PBF). Razvojni cikel bi bilo treba bistveno skrajšati brez ogrožanja kakovosti in varnosti delovanja.

Inovacije z aditivno proizvodnjo

Izzivi, s katerimi se sooča letalska industrija, zahtevajo inovativne pristope. The Proizvodnja aditivnega sloja (ALM) ima osrednjo vlogo s taljenjem praškov v plasteh. Ta tehnologija omogoča največji izkoristek materiala ob minimalnem odpadku. V primerjavi s tradicionalnimi metodami, kot je ulivanje, ALM omogoča neposredno ustvarjanje želene strukture, kar optimizira zasnovo komponent.

Pomemben primer je motor Trent XWB-97, ki vključuje največje 3D-natisnjene komponente motorja. Ti so bili uspešno preizkušeni na testnem letu in poudarjajo vsestranskost aditivnega izdelave v letalstvu.

Projekt FAST opazno napreduje tudi na področju optimizacije procesov. Proces L-PBF je bil pospešen za 270 %, kar je povzročilo občutno zmanjšanje porabe energije za obdelavo materiala. Validacija mehanskih lastnosti in kakovosti površine za letalsko odobritev ima najvišjo prednost.

Okolju prijazna zasnova letalstva

To je še en gradnik prihodnosti letalstva zeleno oblikovanje, ki ga vodijo strogi politični cilji varstva podnebja. Lahka konstrukcija in uporaba novih visokozmogljivih materialov imata pri tem ključno vlogo. Proces LPBF zlasti omogoča proizvodnjo kompleksnih, visoko trdnih in lahkih komponent za letalstvo in je v središču raziskovalne pobude TIRIKA Fraunhofer ILT, ki jo financira Zvezno ministrstvo za gospodarske zadeve in varstvo podnebja.

Intenzivno si prizadevamo za uporabo vodika kot brezemisijskega vira energije. Z uporabo posebnih praškov v sodelovanju s proizvajalci materialov je mogoče ustvariti nove, kompleksne geometrije in funkcionalne strukture, ki jih ni mogoče izvesti z običajnimi postopki. Natančna senzorska tehnologija zaznava artefakte do 0,4 milimetra v prahu, kar zmanjša zamudne teste na koncu in poveča učinkovitost proizvodnje.

Projekt skupno traja štiri leta in traja do avgusta 2026. V tem času je treba prikazati in poglobiti osrednje rezultate z uporabo realističnih funkcionalnih prototipov. Felix Jensch, raziskovalec na FHF, je prejel doktorsko nagrado Sustainability Bursary Award 2025 za svoje pomembne prispevke k projektu FAST, ki je bil predstavljen 14. maja 2025 v Derbyju v Združenem kraljestvu.

Nagrada poudarja inovativen razvoj v inženirstvu, ki koristi okolju. Projekt FAST kaže, da je letalska industrija na poti k uspešnemu uvajanju okolju prijaznejših rešitev s sodobnimi proizvodnimi tehnologijami.