A Szövetségi Anyagkutató és -vizsgálati Intézet (BAM) a SONRISA projekt keretében innovatív módszereket fejleszt ki a fém 3D nyomtatott alkatrészek minőségének gyorsabb, megbízhatóbb és költséghatékonyabb ellenőrzésére. Célja, hogy a légi közlekedésben az additív gyártású komponensek ellenőrzését hatékonyabbá tegye, ezáltal lehetővé téve az ilyen alkatrészek szélesebb körű alkalmazását. Ezek az alkatrészek optimalizált súlyukkal segítenek csökkenteni az üzemanyag-fogyasztást és a kibocsátásokat.
A repülőgépek a jövőben könnyebbek lesznek, hogy üzemanyagot takarítsanak meg és védjék a klímát. Ebben fontos szerepet játszik az additív gyártás. Ezzel különösen összetett, de könnyebb fémalkatrészeket lehet előállítani, mint például a nagy hatékonyságú hőcserélők. A légi közlekedésben minden súlycsökkentés megtérül, mivel a repülőgépek évtizedekig üzemelnek.
De a potenciális előnyeik ellenére az additív gyártást a légi közlekedésben eddig csak vonakodva alkalmazzák. Az ok: egyetlen más iparágban sem olyan magasak a biztonsági követelmények. Minden biztonsági szempontból releváns alkatrészt hibamentesen kell ellenőrizni, mielőtt beépítik. Ez azonban a 3D nyomtatásban még mindig nagyon idő- és költségigényes folyamat. Mivel az alkatrészek általában nagyon filigránok és egyedileg tervezettek. A lehetséges hibák, mint a legkisebb pórusok vagy repedések kívülről nem láthatók, és a hagyományos ellenőrzési módszerek itt határokba ütköznek.
Minőségellenőrzés a nyomtatási folyamatban
Itt lép be a SONRISA projekt: A csapat egy digitális módszert fejleszt, amellyel a 3D nyomtatott alkatrész minőségét már a gyártási folyamat során figyelemmel kísérhetjük és értékelhetjük. Így a lehetséges hibák korán észlelhetők, és a további ellenőrzések csökkenthetők. „A gyártási folyamatot átláthatóbbá akarjuk tenni, és már a gyártás során szeretnénk észlelni, hogy egy alkatrész megfelel-e a légi közlekedés magas követelményeinek” - mondja Gunther Mohr, a BAM SONRISA projektvezetője. „Ez időt, költségeket és erőforrásokat takarít meg.”
A projekt során több mérőrendszert kombinálnak, amelyek a 3D nyomtatási folyamatot, pontosabban a porágyas lézerolvasztást figyelik. Ebben a folyamatban a fémport rétegenként viszik fel, és lézerrel olvasztják meg. A mérőrendszerek többek között azt rögzítik, hogy a por egyenletesen van-e felhordva, és hogy az alkatrész felülete utal-e esetleges hibákra.
Ellenőrzési idő csökkentése
Ezeket az információkat a komponensek nagy felbontású számítógépes tomográfiás röntgenfelvételeivel kapcsolják össze. Így a felügyeleti rendszerek jeleit célzottan össze lehet hasonlítani az alkatrész tényleges tulajdonságaival. Ebből a megfigyelésből korán le lehet vonni, hogy mely területeket kell a jövőben különösen alaposan ellenőrizni. Ez jelentősen hatékonyabbá teszi a minőségbiztosítást.
Az új módszerek révén az ellenőrzések jelentősen lerövidülnek, pontosságuk növekszik, és lényeges hozzájárulást nyújtanak a folyamatstabilitás és az additív gyártású alkatrészek minőségének megbízható értékeléséhez. Ezáltal vonzóbbá válik a 3D nyomtatott alkatrészek alkalmazása a légi közlekedés számára.
Partnerek a légi közlekedés és gyártás területén
A projektben a BAM mellett vezető légi közlekedési és gyártási ipari vállalatok, mint a Boeing Deutschland GmbH, Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (konzorciumvezető), MTU Aero Engines AG és Materialise GmbH, valamint társult partnerként a Carl Zeiss Ipari Mérés Technika GmbH is részt vesznek. Ők gyakorlati tapasztalatokat és ipari kutatási és fejlesztési kompetenciát hoznak a projektbe. Ezen kívül rendszeres időközönként megvitatják a projekt előrehaladását az Európai Unió Légiközlekedési Biztonsági Ügynökségével (EASA), hogy már a kezdetektől figyelembe vegyék a tanúsítással kapcsolatos szempontokat. A projektet a Szövetségi Gazdasági és Energiaügyi Minisztérium (BMWE) támogatja a légi közlekedési kutatási program keretében, a LuFo VII-1 keretében.
Kapcsolat:
www.bam.de
