Zvezna agencija za raziskave in preizkušanje materialov (BAM) v projektu SONRISA razvija inovativne metode za hitrejše, zanesljivejše in cenejše preverjanje kakovosti kovinskih 3D-tiskanih komponent. Cilj je, da se preverjanje aditivno proizvedenih komponent v letalstvu postane bolj učinkovito in s tem omogoči širšo uporabo takšnih delov. Zaradi optimizirane teže te komponente prav tako pomagajo zmanjšati porabo goriva in emisije.
Letala naj bi v prihodnosti postala lažja, da bi prihranila gorivo in varovala podnebje. Pri tem ima pomembno vlogo aditivna proizvodnja. Z njo je mogoče proizvesti še posebej kompleksne, a tudi lažje kovinske komponente, kot so na primer visoko učinkoviti toplotni izmenjevalniki. V letalstvu se vsaka prihranek teže izplača, saj so letala v uporabi več desetletij.
Kljub potencialnim prednostim pa se aditivna proizvodnja v letalstvu doslej uporablja le zadržano. Razlog: V nobeni drugi industriji niso varnostni standardi tako visoki. Vsaka komponenta, ki je pomembna za varnost, mora biti pred vgradnjo neprekinjeno preverjena na napake. To pa je pri 3D-tisku še vedno zelo časovno in stroškovno intenziven proces. Komponente so namreč pogosto zelo filigranske in individualno zasnovane. Možne napake, kot so najmanjše pore ali razpoke, niso vidne od zunaj, konvencionalne metode preverjanja pa naletijo na svoje meje.
Nadzor kakovosti v procesu tiskanja
Tukaj se začne projekt SONRISA: Ekipa razvija digitalno metodo, s katero je mogoče kakovost 3D-tiskane komponente že med proizvodnim procesom spremljati in ocenjevati. Tako je mogoče morebitne napake zgodaj odkriti in zmanjšati nadaljnje preizkuse. 'Želimo narediti proizvodni proces bolj pregleden in že med proizvodnjo ugotoviti, ali komponenta izpolnjuje visoke zahteve letalstva,' pravi Gunther Mohr, vodja projekta SONRISA pri BAM. 'To prihrani čas, stroške in vire.'
Za projekt se kombinira več merilnih sistemov, ki spremljajo proces 3D-tiska, natančneje lasersko taljenje prahu. Pri tem postopku se kovinski prah nanaša v plasteh in se z laserjem talini. Merilni sistemi med drugim zajemajo, ali je prah enakomerno nanesen in ali površina komponente daje namige o morebitnih napakah.
Krajši čas preizkušanja
Te informacije se povezujejo z visoko ločljivimi računalniškimi tomografskimi rentgenskimi posnetki komponent. Tako je mogoče signale nadzornih sistemov ciljno primerjati z dejanskimi lastnostmi komponente. Na podlagi teh spoznanj je mogoče zgodaj ugotoviti, katera področja je treba v prihodnje še posebej temeljito preveriti. To znatno povečuje učinkovitost zagotavljanja kakovosti.
Z novimi metodami naj bi se preizkusi znatno skrajšali, njihova natančnost povečala in bistveno prispevali k zanesljivi oceni procesne stabilnosti in kakovosti komponent, proizvedenih aditivno. S tem bo uporaba 3D-tiskanih komponent za letalstvo postala privlačnejša.
Partnerji iz letalstva in proizvodnje
V projektu poleg BAM sodelujejo vodilna podjetja iz letalske in proizvodne industrije, kot so Boeing Deutschland GmbH, Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (vodilni partner), MTU Aero Engines AG in Materialise GmbH ter kot pridruženi partner Carl Zeiss Industrijska merilna tehnika GmbH. Prinašajo praktične izkušnje ter industrijsko raziskovalno in razvojno znanje v projekt. Poleg tega se redno razpravlja o napredku projekta z agencijo Evropske unije za letalsko varnost (EASA), da se od začetka upoštevajo vidiki, pomembni za certificiranje. Projekt se financira v okviru raziskovalnega programa za letalstvo LuFo VII-1 s strani Zveznega ministrstva za gospodarstvo in energijo (BMWE).
Kontakt:
www.bam.de
