飞机制造的革命：钛残留物现在被回收用于有价值的用途！

飞机制造的革命：钛残留物现在被回收用于有价值的用途！

钛部件生产的挑战不仅是技术上的，而且是生态上的。在包括铣削、车削和磨削等加工过程中，很大一部分钛原材料会以切屑的形式损失。据估计，在加工大型飞机部件时，这些加工率可达 90%。然而，这些通常被认为毫无价值的废料的废碎片可以得到新的、有前途的用途。这是汉诺威莱布尼茨大学 Return II 研究项目的目标，其目标是钛部件的封闭材料循环。该项目由制造技术和机床研究所 (IFW) 牵头，与四个工业合作伙伴合作。核心问题是将加工产生的切屑转化为高质量钛粉，以显着提高资源和能源效率，并大幅减少二氧化碳排放。

当前的工艺链在经济效益和资源节约方面存在明显缺陷。钛切屑经常受到氧化、冷却润滑剂残留物和刀具颗粒的污染，这使得回收变得更加困难。然而，作为 Return II 一部分的基础调查表明，可以通过有针对性地调整过程变量来减少这些污染。创新工艺可用于从回收的碎片中生产高质量的固体钛材料，从而避免传统的、能源密集型的熔化工艺。相反，我们的目标是将芯片直接引入雾化工艺等现代粉末生产工艺中，这不仅可以减少能源消耗，还可以减少高达 80% 的二氧化碳排放。

回收策略和增材制造

Return II 项目面临的挑战是制定钛飞机部件的回收策略，目标是在生产中使用至少 70% 的回收材料。该策略可为德国节省约 87.7 GWh 能源和 42 吨二氧化碳。此外，正在研究该策略向其他材料的可移植性，以实现约 16 GWh 的额外节省。钛材料的纯度起着至关重要的作用，特别是在航空领域，通常需要“5 级”质量。集成增材制造方法，例如选择性激光熔化（SLM），前景广阔。从事该项目的联盟由多家研究机构和公司组成，包括汉诺威莱布尼茨大学和 DMG MORI Additive。

Premium AEROTEC 是融合创新制造方法的另一个重要参与者。该公司已经率先采用复杂钛合金飞机部件进行 3D 批量生产。 2019 年 4 月 11 日，空中客车公司完成了工业工艺审核，为多激光系统增材工艺的整体工艺鉴定铺平了道路。这意味着现在可以消除昂贵的加工样品，使金属增材制造更具成本效益，并在航空领域得到更广泛的应用。自 2013 年以来，相关负责人已经认识到增材制造的可能性，并进行了大量研究工作以优化“激光粉末床熔化”工艺。

能源效率之路

增材工艺不仅为轻质结构带来了新的可能性，而且还可以生产进一步提高效率的仿生结构。跨学科团队之间的密切合作对于新技术的成功认证至关重要。在民用航空领域实施之前，必须满足工艺可靠性、再现性和材料质量方面的高标准。作为深入调查的一部分，对数千个材料样品进行了测试，以确保新工艺的质量和成本效益。着眼于资源节约和可持续性，将钛碎片返回生产周期与不断改进增材制造方法相结合，可能代表航空业迈向更加环保的未来的决定性一步。