3D baskı havacılık ve uzay endüstrisini ele geçiriyor

Mika Altmann 3D baskı konusunda heyecan dolu: “Lazer ile geleneksel yöntemlerle üretilemeyen malzemeler geliştirebiliyoruz. Bir bileşenin özelliklerini, yapısını, ne kadar güçlü veya elastik olduğunu belirleyebiliyoruz. Ancak malzemenin daha küçük alanlarını farklı şekilde de tasarlayabiliyoruz.” Altmann, sürecin potansiyelinin tükenmekten çok uzak olduğuna inanıyor. Leibniz Malzeme Odaklı Teknolojiler Enstitüsü'ndeki doktora öğrencisini harekete geçiren şey tam olarak budur. Altmann, “Döngüsel Ekonomide Sürdürülebilir Havacılık için Onarım Teknolojileri ve Süreçleri” (TIRIKA) projesi üzerinde çalışıyor.

3D baskılı parçaların avantajları

Aynı zamanda 3D baskılı titanyum bileşenlerin daha ekonomik ve çevre dostu olarak üretilebileceği süreçlerin iyileştirilmesiyle de ilgilidir. Endüstrilerden biri, uçağın birçok alanında kullanılan braketler gibi güvenlik açısından kritik olmayan bağlantı elemanlarının üretimidir. 3D baskı sırasında oluşturulan bileşenlerin gözeneklerini kapatmak için şimdiye kadar ısı, basınç ve ardından soğutma kombinasyonunu içeren karmaşık bir işleme tabi tutuldu. Bu işlem, soy gaz olan argon kullanılarak 1.400 santigrat dereceye kadar sıcaklıklarda ve 2.000 bar basınçta yüksek basınçlı bir silindirde gerçekleşir. Sorun: Altmann, “Süreç enerji yoğun ve inanılmaz derecede pahalı” diyor.

Altmann'ın ekibi gücü, sertliği ve esnekliği optimize etmek için sıcaklık aralıklarını ve sürelerini değiştiriyor. Araştırmacı şöyle açıklıyor: “Örneğin yüksek basınçlı fırını dakikada 10 ila 15 santigrat derece arasında bir sıcaklığa ısıttık ve dakikada 1.600 santigrat dereceye kadar soğuttuk”. Amaç, katmanlı malzemenin potansiyelini en üst düzeye çıkarmak, sınırlarını keşfetmek ve zayıf yönlerini tespit etmektir. Çok sayıda testte bilim insanları numuneler üretti, bunların özelliklerini analiz etti ve inert gaz fırınının sonuçlarını yüksek basınçlı prosesin sonuçlarıyla karşılaştırdı. Altmann, “Çok umut verici sonuçlar elde ettik” diye vurguluyor.

Daha düşük ağırlıkla daha fazla sağlamlık

Fraunhofer Üretim Teknolojisi ve Uygulamalı Malzeme Araştırma Enstitüsü IFAM da 3D baskı üzerinde çalışıyor. Araştırmanın amaçlarından biri, baskı sırasında karmaşık bileşenleri stabilize eden destek yapılarının kaldırılmasını basitleştirmektir. IFAM yapışma ve arayüz araştırma departmanı başkanı Stefan Dieckhoff, “Baskıdan sonra, çok zahmetli bir süreçle manuel olarak kaldırılmaları gerekiyor” diye açıklıyor. Bilim Bilgi Servisi (IDW) tarafından bildirildiği üzere %15'e kadar daha güçlü bileşenler geliştirildi. Aynı zamanda imalat, istenen özellikleri elde etmek için daha az malzeme gerektirir. Özellikle havacılık teknolojisinde ağırlık tasarrufu, hem operasyonda hem de bileşen üretiminde daha az yakıt ve daha düşük maliyetler anlamına gelir.

Federal Ekonomik İşler ve Enerji Bakanlığı tarafından yaklaşık 20 milyon avroyla finanse edilen TIRIKA projesi, Bremen'deki Airbus Operasyonu liderliğinde bilim ve ekonomi dünyasından bir düzine ortağı bir araya getiriyor. Bunlar, metal ve plastik geri dönüşümü, tehlikeli maddelere alternatifler, dijitalleştirilmiş süreçler, daha çevre dostu onarım yöntemleri ve ağırlık azaltma önlemleri dahil olmak üzere sürdürülebilir havacılığa yönelik yaklaşımları araştırıyor.

1992'den beri IFAM'da çalışan Dieckhoff, “TIRIKA'nın çekiciliği, konuların çeşitliliğidir. Bunu, bu büyüklükte ve genişlikte bir havacılık araştırma projesinde hiç yaşamamıştım” diyor. “TIRIKA, havacılıkta daha fazla sürdürülebilirlik araştırmak için birçok farklı disiplinin şirketlerle işbirliği yaptığı bir amiral gemisi projesidir. Bu özel bir şey” diye kabul ediyor Anastasiya Tönjes. Leibniz Malzeme Odaklı Teknolojiler Enstitüsü'nde hafif malzemeler bölümüne başkanlık ediyor. Tönjes'e göre proje aynı zamanda Bremen'in bilimsel bir merkez olarak gücünü de ortaya koyuyor.

(çıkış)