Německý institut pro výzkum a zkoušení materiálů (BAM) vyvíjí v projektu SONRISA inovativní metody, jak rychleji, spolehlivěji a levněji testovat kvalitu kovových 3D tištěných komponentů. Cílem je učinit testování aditivně vyráběných komponentů v letectví efektivnějším a tím umožnit širší využití těchto dílů. Díky své optimalizované hmotnosti tyto komponenty také pomáhají snižovat spotřebu paliva a emise.
Letadla by měla být v budoucnu lehčí, aby se šetřilo palivo a chránilo klima. Důležitou roli v tom hraje aditivní výroba. S její pomocí lze vyrábět zvlášť složité, ale také lehčí kovové komponenty, jako jsou například vysoce efektivní výměníky tepla. V letectví se každá úspora hmotnosti vyplatí, protože letadla jsou v provozu po několik desetiletí.
Ale i přes své potenciální výhody se aditivní výroba v letectví dosud používá jen pomalu. Důvod: V žádném jiném odvětví nejsou bezpečnostní požadavky vyšší. Každá bezpečnostně relevantní součást musí být před instalací bezchybně testována. To je však v 3D tisku stále velmi časově a nákladově náročný proces. Protože komponenty jsou většinou velmi jemné a individuálně navržené. Možné vady, jako jsou nejmenší póry nebo praskliny, nejsou zvenčí viditelné a konvenční testovací metody zde narážejí na své limity.
Kontrola kvality v tiskovém procesu
Zde se zaměřuje projekt SONRISA: Tým vyvíjí digitální metodu, která umožňuje sledovat a hodnotit kvalitu 3D tištěné komponenty již během výrobního procesu. Tak mohou být možné chyby včas rozpoznány a následné testy zredukovány. „Chceme učinit výrobní proces transparentnějším a již během výroby zjistit, zda komponenta splňuje vysoké požadavky letectví,“ říká Gunther Mohr, vedoucí projektu SONRISA v BAM. „To šetří čas, náklady a zdroje.
Pro tento projekt se kombinuje několik měřicích systémů, které sledují proces 3D tisku, konkrétně laserové tavení na bázi práškového lože. Při této metodě se kovový prášek nanáší vrstvu po vrstvě a laserem se taví. Měřicí systémy zaznamenávají mimo jiné, zda je prášek rovnoměrně nanášen a zda povrch komponenty poskytuje vodítka k možným vadám.
Zkrácení doby testování
Tyto informace jsou spojeny s vysoce rozlišenými počítačovými tomografickými rentgenovými snímky komponentů. Tak mohou být signály monitorovacích systémů cíleně porovnány se skutečnými vlastnostmi komponenty. Z těchto poznatků lze včas odvodit, které oblasti je třeba v budoucnu důkladněji testovat. To činí zajištění kvality výrazně efektivnějším.
Díky novým metodám by měly být testy výrazně zkráceny, jejich přesnost zvýšena a měly by přispět k spolehlivému hodnocení procesní stability a kvality komponentů aditivně vyráběných dílů. To činí použití 3D tištěných komponentů pro letectví atraktivnější.
Partneři z letectví a výroby
Na projektu se kromě BAM podílejí přední společnosti leteckého a výrobního průmyslu, jako jsou Boeing Deutschland GmbH, Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (vedoucí konsorcia), MTU Aero Engines AG a Materialise GmbH, a jako přidružený partner Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH. Přinášejí praktické zkušenosti a průmyslovou výzkumnou a vývojovou odbornost do projektu. Kromě toho se pravidelně probírají pokroky projektu s agenturou Evropské unie pro leteckou bezpečnost (EASA), aby se od začátku zohlednily certifikační aspekty. Projekt je financován v rámci programu výzkumu v letectví LuFo VII-1 německým ministerstvem hospodářství a energie (BMWE).
Kontakt:
www.bam.de
