ساخت بدنه هواپیما با پرینتر سه بعدی

صنعت هوافضا به تدریج به دنبال راه‌های جدیدی برای جایگزینی فلزات با پلاستیک و پلاستیک‌های موجود با پلاستیک‌های قبلی، کامپوزیت‌ها و روش‌های ساخت بهتر و مدرن به ویژه ساخت بدنه هواپیما با پرینتر سه بعدی است.

به طور سنتی، سازه‌های هواپیما از فلزات و اخیراً از کامپوزیت ساخته می‌شوند. تولید کامپوزیت به تنهایی مراحل سخت و فشرده ای دارد

اما کامپوزیت های مدرن می توانند عملکرد برتری نسبت به فلزات و پلاستیک ها داشته باشند.

چاپ بزرگترین قطعه پلاستیکی توسط پرینتر سه بعدی

طی مشارکتی که در کشورهلند بین صنعت و دانشگاه انجام شده است و روی ایجاد سازه‌های بزرگ مورد استفاده در صنعت هوافضا ماننده ساخت بدنه هواپیما با پرینتر سه بعدی تحقیقات خود را انجام میدهد.

این تیم از تکنولوژی پرینتر سه بعدی فیبروکربن کار می‌کنند ، آنها توانسته اند تاکنون یک پنل بزرگ از پوسته ی بدنه به طول بیش از 8 متر را تولید کنند .

پروژه ی STUNNING

این پروژه که “STUNNING” نام دارد که  با هدف استفاده از تکنیک های ساخت مدرن برای ایجاد نسل بعدی ناوگان هواپیما با وزن کاهش یافته (و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای) در حالی که همان استحکام و دوام فولاد و آلومینیوم را در ساختار خود حفظ می کند.

علاوه بر این، این پروژه کل زمان فعالیت های تولید و نگهداری مرتبط با سازه های هواپیما را کاهش می دهد.

شما می توانید این قطعه را که به عنوان بزرگترین قطعه پلاستیکی منفرد برای هواپیما ساخته شده است را در تصویر زیر مشاهده کنید.

ساخت بدنه هواپیما با پرینتر سه بعدی

کلمه ی “STUNNING” مخفف “SmarT Multi-FunctionNal and INtegrated thermoplastic FuselaGe” است.

این پروژه تحت چارچوب MFFD (نمایش بدنه چند منظوره) است که خود تحت برنامه آسمان پاک اروپا 2 قرار می گیرد. همانطور که از نامش می توانید حدس بزنید،  Clean Sky 2 بر توسعه نوآوری هایی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از هواپیما متمرکز است.

روش ساخت

آنها پنل پوسته بدنه خود را به طول 8.5 متر (قطر 4 متر) با دستگاه پرینتر سه بعدی فیبروکربن خود ایجاد کرده اند که الیاف پیش آماده سازی شده از فیبر کربن را به صورت رباتیک روی سطح قرار می دهد.

در طول قرار دادن الیاف، این الیاف به سرعت گرم می شوند و به رزین ترموپلاستیک اجازه می دهند تا به لایه قبلی بچسبند. تیم ها رزین ترموپلاستیک را به جای ترموست انتخاب می کنند زیرا ترموپلاستیک را می توان بارها و بارها دوباره گرم کرد و اصلاح کرد و یکنواختی در اتصال را تضمین کرد.

مرحله ی نهایی

پس از تشکیل ساختار، آن را در اتوکلاو قرار می دهند تا همه چیز کمی یکنواخت شود و عملکرد ساختار به طور کلی افزایش یابد.

در نهایت، این بخش ها مونتاژ می شوند تا بخش بزرگتر بدنه را تشکیل دهند، که هدف اصلی پروژه MFFD است که توسط ایرباس نظارت می شود.

رالف هرمان، مسئول نمونه تحقیقاتی و فناوری Airframe در Airbus Operations گفت: فراتر از بهینه‌سازی کاهش وزن، فرآیندهای تولیدی که ما در حال توسعه هستیم زمان‌بری کمتر است که به معنای مصرف انرژی کمتر است و این کارایی‌ها در نهایت به کاهش CO2 و NOx تبدیل می‌شوند.

بازیافت قطعات هواپیما

یکی دیگر از جنبه های مهم این است که با استفاده از مواد ترموپلاستیک، می توان قطعات را در پایان عمر خود بازیافت کرد.

در تصویر زیر می توانید طرحی از بخش لوله بدنه مونتاژ شده بزرگتر را مشاهده کنید.

پائولو ترینچیری، افسر پروژه در Clean Sky گفت: «لازم است جداسازی مصنوعی کارکردها در مرحله پیش‌طراحی هواپیما حذف شود و برای تولید، مونتاژ و نصب هواپیما در همان ابتدا برنامه‌ ریزی شود.

این شرکت قصد دارد تا این پروژه را در سال 2022 به اتمام برساند و وارد فاز تجاری آن شود .