Przewiduje się, że do 2021 r. 75% nowych samolotów komercyjnych i wojskowych będzie zawierać części drukowane w technologii 3D. Airbus w 2014 r. rozpoczął testy elementów tytanowych wyprodukowanych w taki sposób, od 2017 r. są one już na wyposażeniu samolotów seryjnych. W kabinach Airbusów A320 latających w barwach Finnair znajdują się widoczne dla pasażerów części z drukarek 3D – panele wypełniające luki w rzędzie schowków ponad siedzeniami.

Boeing od 1997 r. prowadzi prace badawczo-rozwojowe w dziedzinie zastosowania w produkcji samolotów technologii przyrostowej. Dziś dysponuje ponad 60000 części wydrukowanych w 3D. Można je znaleźć w maszynach komercyjnych i wojskowych.

Lżej znaczy ekonomiczniej

Elementy wydrukowane w 3D są o około 55% lżejsze od tych wytworzonych tradycyjnymi technikami. Dodatkowo pozwalają zmniejszyć zużycie materiału nawet o 90%. To dlatego technologia przyrostowa od lat przyciąga uwagę tuzów światowego przemysłu lotniczego. Wielkie koncerny i małe firmy z tej branży produkują w 3D części do samolotów i helikopterów, lżejsze i wydajniejsze silniki czy turbiny. Ze względów bezpieczeństwa w 3D nie drukuje się tak zwanych części krytycznych, narażonych na największe przeciążenia. Technologię tę wykorzystuje się za to między innymi do produkcji wsporników podtrzymujących różne instalacje w samolocie, ale też coraz częściej widocznych elementów kabiny. Boeing testuje obecnie wytwarzanie metodą 3D większych struktur, np. części skrzydeł.

Technologia 3D oszczędza czas i pieniądze. Co ciekawe, można ją wprowadzić do już eksploatowanych samolotów. Nie trzeba czekać latami, aż zostanie opracowana kolejna generacja maszyn. Bez trudu bowiem pozwala zastąpić część istniejącego modelu samolotu lżejszą wersją 3D. Jedną z jej zalet jest również to, że np. części zapasowe można zaprojektować wirtualnie, wydrukować, a następnie przetestować w bardzo krótkim czasie.

Materiał materiałowi nierówny

Nie ulega wątpliwości, że w branży lotniczej poza wagą części, przekładającą się na masę samolotu i tym samym na zużycie paliwa oraz emisję CO2 do atmosfery, ważną rolę odgrywają trwałe i bardzo mocne materiały, które wytrzymają duże obciążenia i zapewnią bezpieczeństwo. To głównie z tego powodu przez pierwsze lata producenci wytwarzali na drukarkach 3D przede wszystkim części plastikowe. Jednak wraz z rozwojem technologii 3D udoskonalane są także filamenty. Dziś w produkcji można używać już materiałów wzmacnianych między innymi włóknem szklanym lub węglowym, a to oznacza nowe obszary zastosowania wydrukowanych w 3D elementów w samolotach.

Nowe materiały wprowadza do swoich maszyn Airbus. Po raz pierwszy zainstalował wspornik tytanowy wytworzony na drukarce 3D w produkcji seryjnej samolotu A350 XWB. Wspornik jest częścią pylonu łączącego skrzydła z silnikami. Z kolei w niektórych samolotach testowych Airbus A320neo i A350 XWB zastosowane zostały wydrukowane w 3D metalowe wsporniki kabinowe i rury odpowietrzające.

- Producenci drukarek z uwagą śledzą potrzeby przemysłu, aby zaproponować użytkownikom swoich urządzeń rozwiązania dopasowane do ich rosnących potrzeb. Druk 3D jest wsparciem dla branży produkcyjnej, pozwala bowiem szybciej i taniej wytwarzać elementy maszyn, części zamienne czy nawet gotowe produkty małoseryjne bez strat materiałowych oraz o właściwie dowolnych kształtach. I co ważne – coraz wytrzymalsze. Najlepsze drukarki są wyposażone w wiele wymiennych głowic dopasowanych do rodzaju filamentu. Nowy, wytrzymalszy materiał nie wymaga wymiany całej drukarki, a jedynie zakupienia dodatkowej głowicy. To szybkie i łatwe do wdrożenia rozwiązanie – tłumaczy Sebastian Pietruszewski, Key Account Manager w firmie 3DGence, która produkuje przemysłowe drukarki 3D.

Polski wkład w rozwój branży lotniczej

Na polskim rynku lotniczym także nie brakuje przykładów zastosowań druku 3D. Firma MB Aerospace Poland specjalizuje się w zaawansowanej technologicznie obróbce cieplnej i powierzchniowej dla przemysłu lotniczego. Zajmuje się wprowadzaniem nowych produktów i wytwarzaniem części do produkcji silników samolotów. Ze względu na potrzeby sektora aerospace komponenty z aluminium, stali nierdzewnej czy superstopów na bazie niklu i tytanu, produkowane przez przedsiębiorstwo, muszą być wykonane niezwykle precyzyjnie. W niektórych fazach ich powstawania wdrożona została technologia druku 3D.

Firma stosuje wytwarzanie przyrostowe do produkcji elementów oprzyrządowania do mocowania części na maszynach CNC czy prototypów, a także do testowania nowych rozwiązań. Sama produkcja elementów oprzyrządowania specjalnego do mocowania części lotniczych na maszynach CNC wymaga dużego nakładu czasu i pieniędzy. Dzięki drukarce 3DGence ONE MB Aerospace tworzy m.in. tuleje rozprężne, stosowane w przyrządach tokarskich, które służą do mocowania części lotniczej podczas obróbki. Takie rozwiązanie to znaczna oszczędność.

Źródło: 3DGence