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
Концепт улучшенного кресла бизнес‑класса AURA, разработанный компанией RECARO Aircraft Seating. Изображение предоставлено 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.
