Снижение веса более чем на 50 процентов в авиастроении теперь возможно с использованием сверхсовременных производственных технологий. Процесс, называемый трехмерным лазерным спеканием сырья, позволяет производить совершенно новый вид производства. Этот процесс может сократить количество компонентов самолета и улучшить конструкцию, что приведет к огромной экономии веса и объема. Единственное оборудование для этого процесса в Австрии - а в то время второе в мире - находится на заводе FOTEC в Винер-Нойштадте. Расположенное там исследовательское подразделение Университета прикладных наук в настоящее время оптимизирует мониторинг и контроль качества производственного процесса, одновременно производя топливный коллектор для авиационного двигателя, который даже примерно на 75 процентов легче, чем раньше.
В авиационной технике каждый килограмм на счету. Уменьшение веса позволяет сэкономить керосин и повысить конкурентоспособность оператора автопарка. Однако требования безопасности и ограничения, связанные со строительством, накладывают ограничения на стремление сбросить вес. Теперь эти ограничения должны быть сняты с помощью полностью инновационного трехмерного производственного процесса: лазерной сварки (спекания) металлов .
Этот метод все еще настолько нов, что в мире существует всего несколько профессиональных производственных машин. Один из них находится в FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH в Винер-Нойштадте. На этой машине изготовлен прототип топливного коллектора, изготовленный методом лазерного спекания для австрийского производителя самолетов Diamond Aircraft Industries GmbH. По словам д-ра Герхарда Прамхаса, управляющего директора FOTEC, «с помощью лазерного спекания мы смогли сократить количество компонентов с пяти до одного. Вместе с этим произошло снижение веса на 77 процентов. Это стало возможным благодаря уникальной технологии. технология изготовления ".
Сырьем для лазерного спекания является металлический порошок. Он механически наносится на порошковую основу слой за слоем. После нанесения каждого слоя порошок расплавляется лазером в определенных местах. Затем наносится дополнительный слой порошка и снова расплавляется в заранее рассчитанных местах. Таким образом, даже самые сложные компоненты можно изготавливать как одно целое, по одному слою за раз. По сути, это так называемый процесс быстрого прототипирования, выполняемый в данном случае с металлом с помощью лазера. Ответственный руководитель отдела д-р Рольф Зееманн поясняет: «В данном случае мы говорим об аддитивном производстве. Обычно компоненты из аморфного сырья создают путем накопления. Инновационный скачок - это способность обрабатывать металл. Таким образом, вместо гипсовые или пластиковые макеты-прототипы,
До сих пор деталь состояла из пяти отдельных деталей, изготовленных на токарном станке, которые впоследствии обычно сваривались. Детали частично полые для облегчения потока топлива. Кроме того, один из компонентов имеет резьбу, что требует отдельного этапа при производстве. При лазерном спекании металла весь топливный коллектор с бортиками и резьбой может быть изготовлен за один этап. Точность производства составляет сотни миллиметров, и, помимо веса, объем топливного коллектора может быть уменьшен почти на 60 процентов.
Команде доктора Земанна действительно удалось изготовить точную геометрическую и функциональную копию оригинального топливного коллектора. «Но на самом деле воспроизведение - это нечто обязательное», - объясняет доктор Прамхас. «Настоящий скачок заключается в создании совершенно новых конструктивных решений для заготовок, которые используют все преимущества трехмерного лазерного спекания. Потому что это открывает возможности, которые никогда не могут быть реализованы даже для металлических заготовок с использованием традиционных методов производства, таких как фрезерование, токарная обработка. и сверление. Простым примером этого является просверленное отверстие, которое раньше могло проходить только прямо, но теперь его можно свернуть за угол по любой дуге ».
Хотя предприятие FOTEC действительно подходит для промышленного производства, в настоящее время основное внимание уделяется другим направлениям, как объясняет доктор Прамхас: «Качество процесса сильно зависит от оптимального процесса лазерной плавки. Чтобы контролировать это, мы хотели бы разработать оптическую технику, которая работает во время производственного процесса. На следующем этапе разработки оптический мониторинг предоставит прямую информацию для процесса адаптивного управления. так что качество деталей остается таким же высоким при больших объемах производства ». Хотя спекание металла с помощью лазеров больше подходит для производства отдельных деталей, производство может быть легко увеличено до нескольких сотен в год. Конечно, достаточное количество для авиастроения , в котором лазерное спекание металла может сыграть большую роль в будущем.
