Великобритания провела испытательный полёт с 3D-печатным компонентом самолёта из переработанного титана
Британская компания QinetiQ, специализирующаяся на технологиях для обороны и безопасности, успешно провела испытательный полёт летательного аппарата, оснащённого структурным компонентом, созданным с помощью 3D-печати из переработанного титана. Полет был выполнен лётно-испытательной организацией QinetiQ на авиабазе MOD Boscombe Down в Уилтшире с использованием принадлежащего компании вертолёта Agusta A109S. Компания описала это достижение как мировое первенство.
Детали компонента и производство
Испытанным компонентом стала петля, являющаяся частью сборки воздушного датчика (Air Data Boom), установленного на вертолёт A109S. Эта работа ведётся в поддержку Школы лётчиков-испытателей Империи (ETPS), британского учебного заведения по подготовке пилотов для испытаний. Инженеры оборонно-технологической группы спроектировали и интегрировали эту петлю. Производство было осуществлено компанией Additive Manufacturing Solutions Ltd (AMS Ltd.), базирующейся в Западном Ланкашире и специализирующейся на металлической аддитивной печати.
Исходным материалом для печати послужил титан, полученный от списанного самолёта. AMS обработала этот материал с помощью собственной технологии рециклинга, которая преобразует титановый лом в порошок, пригодный для аддитивного производства. По заявлению компании, этот процесс обеспечивает 97% эффективность использования материала и сокращает выбросы углекислого газа на 93,5% по сравнению с традиционными цепочками поставок титана. В сообщении не уточнялся конкретный тип процесса 3D-печати, этапы постобработки или путь сертификации.
Значение переработки титана для аэрокосмической отрасли
Титан широко используется в аэрокосмической и оборонной отраслях благодаря своему высокому отношению прочности к весу и коррозионной стойкости. Поставки аэрокосмического титана географически сконцентрированы, причём крупнейшими мировыми поставщиками являются Китай и Россия. Британский аэрокосмический и оборонный секторы в значительной степени зависят от импорта этого материала. Переработка титана из выведенных из эксплуатации самолётов обеспечивает внутренний источник высококачественного сырья, полученного из существующих активов.
По оценкам AMS, систематическая добыча и переработка титана из авиационного лома, имеющегося в Великобритании, может обеспечить национальную самодостаточность в аэрокосмическом титане. Конкретные цифры относительно общего объёма лома или проектной мощности годового выпуска не приводились. Испытательный полёт с петлей обеспечил операционную валидацию переработанного титанового порошка для использования в структурных аэрокосмических применениях.
«Наш опыт в области испытаний и инженерии помогает доказать жизнеспособность технологии, которая снизит зависимость Великобритании от других стран в поставках аэрокосмического титана. Мы не только помогаем укреплять британские цепочки поставок, но и лидируем в мире в области самых современных технологий 3D-печати», — заявил Саймон Галт, управляющий директор QinetiQ по авиации.
«AMS неустанно наращивала потенциал и экспертизу на рынке аддитивных порошков, уделяя особое внимание предоставлению переработанного сырья. Эта веха отражает самоотверженность нашей команды и приверженность QinetiQ более устойчивому будущему», — прокомментировал Роб Хайэм, директор и генеральный директор AMS.
Переработка самолётов и проблемы сертификации титана
Оборонные программы в Великобритании уже тестировали возможность преобразования списанных самолётов в сертифицированное сырьё для аддитивного производства. В рамках инициативы Tornado 2 Tempest, британский производитель авиадвигателей Rolls-Royce совместно с Министерством обороны Великобритании и AMS переработал титановые компоненты списанных истребителей RAF Tornado в порошок для 3D-печати. Полученное сырьё из компрессорных лопаток и других деталей используется для печати компонентов двигателя для демонстратора Orpheus в рамках программы Future Combat Air System. Напечатанные детали были установлены и испытаны в рабочих условиях. Участники проекта также внедрили Цифровой паспорт продукта для отслеживания происхождения материала и данных о его жизненном цикле, что решает проблемы прослеживаемости, часто ограничивающие повторное использование стратегических металлов в оборонных применениях.
Эффективность материалов и новые технологии
Эффективность использования материала остаётся структурным ограничением в производстве титановых деталей для самолётов. Европейский аэрокосмический гигант Airbus внедрил технологию направленного энергетического осаждения с использованием проволоки (w-DED) для изготовления структурных титановых компонентов, близких к конечной форме, в отличие от традиционной ковки. При традиционной ковке до 95% закупленного титана может удаляться в процессе механической обработки перед переработкой, что увеличивает сроки производства и энергозатраты. Проволочная 3D-печать создаёт детали непосредственно из титановой проволоки со скоростью в несколько килограммов в час и уже применяется для изготовления элементов конструкции грузовой двери самолёта A350 с последующим ультразвуковым контролем и механической обработкой. Полная сертификация для более широкого применения в критически важных элементах планера всё ещё продолжается, что подчёркивает: именно требования квалификации, а не только возможности процесса, определяют внедрение в лётную технику.
