Savezni institut za istraživanje i ispitivanje materijala (BAM) razvija u projektu SONRISA inovativne metode za brže, pouzdanije i jeftinije ispitivanje kvalitete metalnih 3D ispisanih dijelova. Cilj je učiniti ispitivanje aditivno proizvedenih komponenti u zrakoplovstvu učinkovitijim i omogućiti širu primjenu takvih dijelova. Ove komponente također pomažu u smanjenju potrošnje goriva i emisija zahvaljujući svojoj optimiziranoj težini.
Zrakoplovi bi u budućnosti trebali biti lakši kako bi se uštedjelo gorivo i zaštitilo klimu. Aditivna proizvodnja igra važnu ulogu u tome. Uz njezinu pomoć mogu se proizvesti posebno složeni, ali i lakši metalni dijelovi, poput visoko učinkovitih izmjenjivača topline. U zrakoplovstvu se svaka ušteda težine isplati, jer su zrakoplovi u upotrebi tijekom nekoliko desetljeća.
No, unatoč svojim potencijalnim prednostima, aditivna proizvodnja se u zrakoplovstvu dosad koristi samo sporadično. Razlog: U nijednoj drugoj industriji sigurnosni zahtjevi nisu tako visoki. Svaka sigurnosno relevantna komponenta mora se moći neprekidno provjeravati na greške prije nego što se ugradi. Međutim, to je u 3D tisku još uvijek vrlo vremenski i troškovno intenzivan proces. Jer su dijelovi obično vrlo filigranski i individualno dizajnirani. Moguća oštećenja poput najmanjih pora ili pukotina nisu vidljiva izvana, a konvencionalne metode ispitivanja ovdje nailaze na svoje granice.
Kontrola kvalitete u procesu ispisa
Tu se uključuje projekt SONRISA: Tim razvija digitalnu metodu kojom se kvaliteta 3D ispisanog dijela može nadzirati i ocjenjivati već tijekom proizvodnog procesa. Tako se mogu rano otkriti mogući problemi i smanjiti naknadna ispitivanja. 'Želimo učiniti proizvodni proces transparentnijim i već tijekom proizvodnje prepoznati ispunjava li dio visoke zahtjeve zrakoplovstva', kaže Gunther Mohr, voditelj projekta SONRISA u BAM-u. 'To štedi vrijeme, troškove i resurse.'
Za projekt se kombinira nekoliko mjernih sustava koji nadziru proces 3D ispisa, točnije lasersko taljenje na bazi praškastog sloja. U ovom postupku se metalni prah slojevito nanosi i otapa laserom. Mjerni sustavi bilježe, između ostalog, je li prah ravnomjerno nanesen i daje li površina dijela povratne informacije o mogućim oštećenjima.
Smanjenje vremena ispitivanja
Ove informacije se povezuju s visoko razlučivim računalno tomografskim rendgenskim snimkama komponenti. Tako se signali sustava nadzora mogu ciljano usporediti s stvarnim svojstvima dijela. Na temelju tih saznanja može se unaprijed odrediti koja područja će se ubuduće posebno temeljito ispitivati. To čini osiguranje kvalitete znatno učinkovitijim.
Nove metode trebale bi značajno skratiti vrijeme ispitivanja, povećati njihovu točnost i dati značajan doprinos pouzdanoj procjeni stabilnosti procesa i kvalitete dijelova aditivno proizvedenih komponenti. Time će se upotreba 3D ispisanih dijelova za zrakoplovstvo učiniti privlačnijom.
Partneri iz zrakoplovstva i proizvodnje
U projektu, osim BAM-a, sudjeluju vodeće tvrtke iz zrakoplovne i proizvodne industrije poput Boeing Deutschland GmbH, Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (voditelj konzorcija), MTU Aero Engines AG i Materialise GmbH, kao i kao pridruženi partner Carl Zeiss Industrijska mjerenja GmbH. Oni donose praktično iskustvo te industrijsku istraživačku i razvojnu stručnost u projekt. Osim toga, redovito se raspravlja o napretku projekta s Agencijom Europske unije za zrakoplovnu sigurnost (EASA) kako bi se unaprijed uzeli u obzir relevantni aspekti certifikacije. Projekt se financira u okviru programa istraživanja zrakoplovstva LuFo VII-1 od strane Saveznog ministarstva za gospodarstvo i energiju (BMWE).
Kontakt:
www.bam.de
