Pisaliśmy niedawno o raporcie SmarTech Analysis opisującym możliwości, jakie daje produkcja przyrostowa w tworzeniu obuwia. Dziś oderwiemy się odrobinę od tak przyziemnych tematów i wzniesiemy znacznie wyżej.

Firmą, która przeciera szlaki produkcji przyrostowej w kontekście tworzenia krytycznych części w samolotach, jest Honeywell. Ta amerykańska firma z Phoenix znajduje się na liście Fortune 100 i zajmuje się między innymi wytwarzaniem komponentów takich jak elektronika kabiny i kokpitu czy silniki do samolotów. Przełom nastąpił w 2007 roku, kiedy inżynierowie Honeywell zaczęli wykorzystywać produkcję przyrostową do wytwarzania metalowych komponentów.

Czy to oznacza, że druk 3D zmieni metody produkcji części do samolotów? Według raportu SmarTech Analysis „Możliwości wytwarzania przyrostowego w produkcji części w lotnictwie cywilnym, 2019-2029” jesteśmy dopiero na początku krzywej potencjalnego wzrostu. Produkcja lotnicza rządzi się swoimi prawami i restrykcyjnymi regulacjami, jednak już teraz inwestycje w sprzęt i materiały do produkcji przyrostowej w tym sektorze rosną w widoczny sposób.

Druk 3D w lotnictwie, a regulacje

Produkcja przyrostowa pozwala tworzyć lżejsze części oraz komponenty wielosegmentowe w całości, co w przemyśle lotniczym ma ogromne znaczenie. Właśnie dlatego Honeywell pracuje nad zaadaptowaniem wielu technologii druku 3D w produkcji części do samolotów. To jednak nie jest takie proste.

Wszystkie części, zanim zostaną dopuszczone do montowania w samolotach, muszą zostać zatwierdzone przez FAA (Federalną Administrację Lotniczą). Federacja, dostrzegając możliwości, jakie niesie za sobą druk 3D, pracuje nad opracowaniem kompleksowego planu regulacji dotyczących produkcji przyrostowej w przemyśle lotniczym.

To właśnie Honeywell stworzyła pierwszą drukowaną w 3D część silnika lotniczego certyfikowaną przez FAA! Jak twierdzi Jon Hobgood z Honeywell Aerospace, to kamień milowy dla firmy, który wskazuje dojrzałość produkcji przyrostowej w tak wymagającej niszy, jaką jest lotnictwo. Ten krok ma torować drogę do drukowania większej ilości certyfikowanych części, krytycznych z punktu widzenia bezpieczeństwa lotu.

Obudowa łożyska nr ⅘ z drukarki 3D

Certyfikowaną przez FAA częścią jest obudowa łożyska nr ⅘ w silniku turbowentylatorowym ATF3-6. To ważny element tej konstrukcji z lat 60, a ponieważ ilość wciąż eksploatowanych modeli jest niewielka, produkcja przyrostowa będzie tu najlepszym rozwiązaniem. 

Aktualnie użytkowanych jest kilkanaście takich silników, w tym przez jednostki patroli morskich Dassault Aviation Falcon Guardian 20G wykorzystywanych do misji poszukiwawczo-ratowniczych i regularnych patroli przez francuską marynarkę wojenną.

Mimo niewielkiej ilości tych samolotów wciąż wymagają serwisu i zapewnienia dostępu do części zamiennych, zwłaszcza tych, które są niezbędne dla bezpieczeństwa wykonywanych lotów. Honeywell odpowiedzialna jest za konserwację i obsługę silników w tych modelach. Największym problemem było bieżące serwisowanie i łańcuch dostaw części zamiennych. Dzięki produkcji przyrostowej części można znacznie szybciej wytwarzać i skracać czas obsługi serwisowej.

Małe zapotrzebowanie na obudowy łożyska ⅘ powoduje nie tylko wydłużenie procesu naprawy, ale również wzrost kosztów. Właśnie dlatego druk 3D, zamiast tradycyjnego odlewania pozwala rozwiązać ten problem raz na zawsze. Nie dość, że szybciej, to taniej, bez wpływu na bezpieczeństwo oraz certyfikację pozostałych elementów silnika.

Drukowane części lotnicze, a FAA

Ponieważ każda krytyczna dla lotu część ma ogromny wpływ na bezpieczeństwo, musi zostać dokładnie przebadana przez FAA i przeanalizowana pod kątem trwałości. To znacząco wydłuża cały proces.

Raz certyfikowany przez FAA  kształt części nie może już być zmieniony. Jeśli dojdzie do zmiany kształtu jednego z elementów, proces certyfikacji całego silnika musi się odbyć na nowo! Dlatego tak ważne jest idealne odwzorowanie każdej części.

Obudowa łożyska produkowana przez Honeywell jest pierwszym komponentem lotniczym z drukarki 3D zatwierdzonym przez FAA. Pierwsza obudowa została już zainstalowana w silniku ATF3-6. Do końca 2020 roku Honeywell spodziewa się wydrukować dziesiątki kolejnych elementów.

Źródło:
https://3dprint.com/271996/honeywell-earns-faa-certification-for-first-3d-printed-flight-critical-engine-part/