Федеральний інститут матеріалознавства та -випробувань (BAM) розробляє в проекті SONRISA інноваційні методи для швидшої, надійнішої та економічнішої перевірки якості металевих 3D-друкованих деталей. Метою є зробити перевірку адитивно виготовлених компонентів у авіації більш ефективною та таким чином забезпечити більш широке використання таких частин. Завдяки оптимізованій вазі ці деталі також допомагають зменшити витрати пального та викиди.
Літаки повинні стати легшими в майбутньому, щоб заощаджувати паливо та зберігати клімат. Важливу роль у цьому відіграє адитивне виробництво. З його допомогою можна виготовляти особливо складні, але й легші металеві деталі, такі як, наприклад, високоефективні теплообмінники. В авіації кожна економія ваги має значення, оскільки літаки використовуються протягом кількох десятиліть.
Але, незважаючи на свої потенційні переваги, адитивне виробництво в авіації досі використовується лише повільно. Причина: в жодній іншій галузі вимоги до безпеки не є вищими. Кожен компонент, що має значення для безпеки, повинен бути безперервно перевірений на наявність помилок перед установкою. Але це в 3D-друці все ще є дуже трудомістким і витратним процесом. Оскільки деталі зазвичай є дуже витонченими та індивідуально розробленими. Можливі дефекти, такі як найменші пори або тріщини, не видимі ззовні, а традиційні методи перевірки тут стикаються з обмеженнями.
Контроль якості в процесі друку
Тут починається проект SONRISA: команда розробляє цифровий метод, за допомогою якого якість 3D-друкованої деталі можна контролювати та оцінювати вже під час виробничого процесу. Таким чином, можливі помилки можуть бути виявлені раніше, а подальші перевірки можуть бути зменшені. «Ми хочемо зробити виробничий процес більш прозорим і вже під час виготовлення виявити, чи відповідає деталь високим вимогам авіації», - говорить Гунтер Мохр, керівник проекту SONRISA в BAM. «Це економить час, кошти та ресурси.»
Для цього проекту комбінуються кілька вимірювальних систем, які контролюють процес 3D-друку, точніше, лазерне плавлення на основі порошкової постелі. У цьому процесі металевий порошок наноситься шарами та плавиться лазером. Вимірювальні системи фіксують, зокрема, чи рівномірно наноситься порошок і чи поверхня деталі дає підказки про можливі дефекти.
Скорочення часу перевірки
Ця інформація поєднується з високоякісними комп'ютерними томографічними рентгенівськими знімками компонентів. Таким чином, сигнали систем моніторингу можуть бути цілеспрямовано порівняні з фактичними властивостями деталі. З цих даних можна заздалегідь визначити, які області в майбутньому потрібно буде перевіряти особливо ретельно. Це робить забезпечення якості значно ефективнішим.
Завдяки новим методам перевірки повинні бути значно скорочені, їх точність підвищена, і буде зроблено суттєвий внесок у надійну оцінку стабільності процесу та якості деталей адитивно виготовлених компонентів. Це зробить використання 3D-друкованих деталей для авіації більш привабливим.
Партнери з авіації та виробництва
У проекті, крім BAM, беруть участь провідні компанії авіаційної та виробничої промисловості, такі як Boeing Deutschland GmbH, Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH (керівник консорціуму), MTU Aero Engines AG та Materialise GmbH, а також як асоційований партнер Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH. Вони вносять практичний досвід, а також промислову дослідницьку та розробницьку компетенцію в проект. Крім того, на регулярних зустрічах обговорюються досягнення проекту з агентством Європейського Союзу з авіаційної безпеки (EASA), щоб з самого початку врахувати аспекти, що стосуються сертифікації. Проект фінансується в рамках програми досліджень авіації LuFo VII-1 Федеральним міністерством економіки та енергії (BMWE).
Контакт:
www.bam.de
