Postępy w dziedzinie budowy komponentów lotniczych nowej generacji
Sektor produkcji samolotów stale się rozwija, a aby sprostać globalnemu popytowi, jednak operatorzy mają coraz większe trudności z utrzymaniem opłacalności, a także zapewnieniem bezpieczeństwa. Przekłada się to na gwałtowny wzrost wykorzystania zaawansowanych materiałów kompozytowych, takich jak polimery termoplastyczne, ze względu na ich lekkość, wytrzymałość i trwałość. Zastosowanie nowych, zaawansowanych materiałów utrudnia jednak projektowanie i produkcję niektórych elementów konstrukcyjnych i komponentów samolotów. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu DOMMINIO postanowili rozwiązać ten problem za pomocą nowych metod produkcji wysokiej jakości wielofunkcyjnych i inteligentnych części płatowca. Inteligentne części samolotów, zbudowane z nowatorskich materiałów kompozytowych, generują dane na temat stanu konstrukcji, co umożliwia ich ukierunkowaną konserwację i naprawę.
Technologie robotyczne i zaawansowane narzędzia symulacyjne
Zespół DOMMINIO postanowił osiągnąć swoje cele poprzez połączenie zrobotyzowanych technologii obróbki przyrostowej, zaawansowanych narzędzi symulacyjnych, monitorowania jakości w linii produkcyjnej i wykrywania usterek w oparciu o dane w czasie rzeczywistym. Wykorzystał także osiągnięcia w dziedzinie zaawansowanych materiałów termoplastycznych i nowych technologii nagrzewania laserowego. „W projekcie wzięło udział 13 partnerów z ośmiu krajów, specjalizujących się w procesach, rozwiązaniach materiałowych i technologiach, które miały zostać opracowane w jego ramach”, mówi członek projektu DOMMINIO Pablo Romero-Rodriguez z AIMEN w Hiszpanii. „Skorzystaliśmy też z pomocy partnerów z uniwersytetów, instytutów badawczych i przedsiębiorstw, aby mieć pewność, że wyniki naszych prac mogą zostać wdrożone w praktyce”. Europejska Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) była zaangażowana w projekt jako podmiot zewnętrzny pomagający w spełnieniu wymogów odpowiednich przepisów. „Zastosowanie obróbki przyrostowej i nowych materiałów w maszynach lotniczych jest bardzo trudne”, twierdzi Romero-Rodriguez. „Zależało nam, aby projekt był krokiem w kierunku konsolidacji tych technologii i wprowadzenia ich na rynek”.
Innowacje w dziedzinie produkcji inteligentnych części płatowca
To oparte na współpracy podejście doprowadziło do powstania innowacji w dziedzinie produkcji inteligentnych części płatowca. Należą do nich metody opracowywania wysokowydajnych włókien i taśm kompozytowych wzmacnianych ciągłym włóknem węglowym. Opracowano też inne innowacyjne metody obróbki w celu wytwarzania włókien o wysokiej przewodności elektrycznej i właściwościach piezorezystancyjnych. Mogą być one wykorzystywane przez projektantów w celu wyposażania samolotów w cechy funkcjonalne takie jak detekcja i odladzanie. Zespół opracował ponadto sterowany online system ogrzewania wspomagany skanowaniem laserowym, który pozwala zapewnić wymagany profil temperatury powierzchni komponentów. Powstała też zaawansowana bezkontaktowa metoda ultradźwiękowa do monitorowania jakości, jak i narzędzia do konserwacji predykcyjnej i zapobiegawczej.
Indywidualnie tworzone produkty z wbudowanymi funkcjami
Te innowacje w zakresie produkcji zostały połączone z obróbką przyrostową i nowymi materiałami, a następnie przetestowane w celu wytworzenia prototypowych komponentów. Jednym z kluczowych odkryć było to, że obróbka przyrostowa wysokowydajnych kompozytów może zostać ulepszona za pomocą lasera. Zespół DOMMINIO zademonstrował, w jaki sposób pozwala to zwiększyć przyczepność warstw i właściwości mechaniczne. Pokazał także, w jaki sposób kompozyty nowej generacji mogą poprawić projekt i osiągi. „Pokazaliśmy, że cyfryzacja łańcucha wartości materiałów kompozytowych jest niezwykle ważna dla zapewnienia wysokiej wydajności”, dodaje Romero-Rodriguez. „Poziom cyfryzacji w tej branży jest niski. Projekt DOMMINIO w pewnym stopniu przyczynił się do rozwiązania tego problemu, dostarczając cennych danych na temat związanych z nią korzyści”. Wyniki realizowanego przy współpracy z EASA projektu pomogą również zdefiniować nowe normy mające zastosowanie do nowych konfiguracji produkcyjnych, metodologii i materiałów. Dyskusje na ten temat toczą się w ramach sieci utworzonej w projekcie oraz z organami międzynarodowymi. „Udało nam się zademonstrować nowy, przełomowy sposób wytwarzania wysoce zindywidualizowanych produktów z wbudowanymi funkcjami”, mówi Romero-Rodriguez. „Liczymy, że utoruje to drogę do zasobooszczędnej produkcji komponentów kompozytowych nowej generacji, posiadających nowe funkcje”.
Słowa kluczowe
DOMMINIO, samoloty, płatowce, lotnictwo, tworzywa termoplastyczne, polimery, robotyka
