Проблемы и вызовы 3D-печати кресел для самолётов
После успеха 3D-печатных велосипедных седел начали изучать и другие виды накладок — от прокладок для рюкзаков до амортизаторов для боксёрских перчаток и шлемов. Но можно ли добиться успеха с более крупными компонентами для других типов сидений? Например, что насчёт 3D-печатных кресел для самолётов? Авиационные кресла — это очень сложная задача для аддитивных технологий по ряду причин. Во-первых, отрасль строго регламентирована и завязана на безопасности. Полимерные детали, напечатанные на 3D-принтере, уже используются на тысячах воздушных судов — будь то воздуховоды, небольшие корпуса из Ultem и подобные решения в общей авиации или компоненты для технического обслуживания, ремонта и восстановления. Однако достижение целевых показателей по стоимости при сохранении высочайшего уровня безопасности остаётся для нас сложной задачей из-за высокой цены материалов для 3D-печати, особенно тех, что соответствуют нормам.
Кому принадлежит кресло?
В сфере ремонта и обслуживания затраты могут окупаться за счёт возможности быстро заменить деталь и вернуть самолёт в строй, но с крупными элементами сидений это сделать сложнее. Чтобы превзойти традиционную подушку, нужно предложить действительно заметное улучшение. Авиакомпании часто говорят о комфорте, но не существует его объективного измерителя. Мнения об авиакомпаниях звучат разные, но ещё никто не пытался убедить меня лететь определённой авиакомпанией именно из-за кресел. Иногда люди обсуждают возможность полностью откинуться или наличие большего пространства, но сами амортизирующие элементы упоминаются крайне редко. Разве что пассажиры дальних рейсов ругают все сиденья без разбора. Могут ли 3D-печатные кресла стать конкурентным преимуществом? Если бы они действительно были комфортнее и, возможно, меньше нагревались, если бы обеспечивали совершенно разные ощущения в зависимости от распределения веса человека, они могли бы стать более удобными. Но если отбросить маркетинг, выбрали бы вы авиакомпанию только из-за 3D-печатного кресла? Как ни странно, то, в чём мы проводим часы в полёте, обсуждается незаслуженно редко.
Сложности внедрения
Другая проблема — долговечность и возможность очистки в долгосрочной перспективе. Наши материалы не всегда хорошо выдерживают циклические нагрузки, а в данном применении потребуются сотни тысяч циклов. Мы также не идеальны в устойчивости к некоторым растворителям, смазкам и маслам, что тоже может стать препятствием. Ещё один нюанс — специфика авиационного бизнеса. Авиакомпания «покупает» самолёт, но, вероятно, он принадлежит ирландской лизинговой компании, которая отдельно приобретает двигатели. Затем заказывается интерьер, который могут изготовить несколько крупных поставщиков, в зависимости от компонента. Сиденьями могут заниматься другие специализированные компании. В зависимости от географии, текущих партнёрств и договорённостей, конфигурация салона может сильно меняться. Одна компания может выиграть часть контракта и, будучи частью крупного авиационного холдинга, выполнить заказ. Другая может работать с собственными креслами или, возможно, креслами другого поставщика. Для бизнес-джета решение может предложить отдельная фирма, или же поставщик может быть предопределён благодаря дизайну от специализированного бюро. Сложно определить, кто же находится «за штурвалом» в индустрии авиакресел. Это отрасль со множеством игроков и неопределённостью в том, кто является конечным заказчиком.
Потенциальные преимущества 3D-печатных кресел
AURA Enhanced business-class seating concept by RECARO Aircraft Seating. Image courtesy of RECARO Aircraft Seating.
Однако есть несколько потенциальных преимуществ, которые могут сделать эту сложную задачу реальностью. Одно из них — вес. Сообщается, что этот прототип весит на 50% меньше, чем другие модели. Также демонстрировался прототип кресла, в котором использовалась 3D-печать. Более интересным был проект 2017 года, в рамках которого исследователь создал каркас сиденья весом «766 грамм, что на 54% легче традиционного алюминиевого каркаса весом 1672 грамма, используемого сегодня». Также подсчитали, что за срок службы целого флота из 100 самолётов A380 экономия составила бы $206 648 920. Топливо составляет треть расходов авиакомпаний. Согласно некоторым оценкам, «на каждый 1 кг снижения веса расход топлива уменьшается примерно на 0,003 кг за километр». В денежном выражении «экономия 1 кг веса может привести к ежегодной экономии топлива примерно в 6 241,5 кг. В пересчёте на стоимость — это примерно $4 210 экономии на топливе в год за каждый сэкономленный килограмм». Это указывает на то, что более лёгкие кресла представляют огромный интерес. Если мы сможем облегчить подушки, заменив их на 3D-печатные вставки, это само по себе принесёт значительную экономию. Металлический 3D-печатный каркас кресла добавил бы ещё больше экономии. Если же напечатать всю спинку кресла из, например, углепластика, возможна дополнительная экономия.
Влияние на прибыль
Новая амортизация также может сделать сиденье тоньше. В сочетании с углепластиковой спинкой, напечатанной на 3D-принтере, кресло может стать значительно менее габаритным. Более тонкое кресло может оказать существенное влияние на доходы авиакомпаний. По некоторым оценкам, один дополнительный ряд кресел приносит в среднем $1 968 дополнительного дохода за рейс. Если бы все самолёты в США имели один дополнительный ряд, по этим расчётам отрасль получала бы дополнительно $31 миллион в день. Ценой дополнительной упаковки орешков они могли бы довольно дёшево увеличить прибыль и выручку. Если бы все их самолёты могли перевозить больше пассажиров, они были бы гораздо прибыльнее. В глобальном масштабе рентабельность авиационной отрасли составляет 3,6%. Средняя прибыль на одного пассажира — всего $7. Следовательно, прибыль за рейс также очень мала. Если бы нам удалось немного изменить эту ситуацию, эффект мог бы быть действительно значительным. По сравнению с другими применениями, авиакресла — это задача со звёздочкой. Но если её решить, более лёгкие и тонкие сиденья с большим количеством рядов могут оказать реальное влияние на отрасль.
