Specjaliści od technologii przyrostowych z Politechniki Wrocławskiej z końcem marca 2021 r. ukończyli realizację projektu badawczo-rozwojowego pt. „Opracowanie innowacyjnej technologii wytwarzania złożonych geometrycznie, cienkościennych komponentów silników lotniczych ze stopów na bazie niklu (TECHMATSTRATEG1/347514/7/NCBR/2017). Projekt został zrealizowany wspólnie z partnerami: firmą Pratt & Whitney Kalisz sp. z o.o. – producentem części do silników lotniczych oraz Instytutem Lotnictwa w Warszawie (Sieć Badawcza Łukasiewicz) – jednostką R&D specjalizującą się w badaniach dla rynku lotniczego.
Wspólnie z partnerami projektu opracowano i przebadano proces wytwórczy, oparty o technologię LPBF (ang. Laser Powder Bed Fusion), który umożliwia produkcję cienkościennych aparatów kierujących. Zadaniem aparatów kierujących jest zarządzanie strugą gazu przepływającą przez silnik turbinowy. Aparaty kierujące stosuje się zarówno w sprężarce (zimny koniec) jak i w turbinie (gorący koniec) silników lotniczych.
Wysoko jakość i optymalizacja kosztów
Dotychczas opracowano proces technologiczny obejmujący zarządzanie materiałem proszkowym (wsad do procesu LPBF), wytwarzanie przyrostowe, obróbkę cieplną, obróbkę powierzchniową oraz proces kontroli jakości. Tak opracowany proces pozwala na uzyskanie wysokiej jakości części, charakteryzujących się odpowiednią wytrzymałością statyczną i zmęczeniową, a także spełnia wymagania związane z dokładnością geometryczną. Wyniki projektu są obiecujące i choć wymagają jeszcze działań wdrożeniowych, m.in. związanych z klasyfikacją i certyfikacją części jak i procesu wytwórczego, w przyszłości mogą stanowić jeden z procesów technologicznych wykorzystywanych do produkcji aparatów kierujących i podobnych, cienkościennych części silników lotniczych.
Przewiduje się, że optymalizacja geometrii takich części, przykładowo: topologiczna, konsolidacyjna i funkcjonalna, wykorzystana przy projektowaniu i uwzględniająca możliwości zapewniane dzięki wykorzystaniu technologii przyrostowych, pozwolą na poprawę nie tylko kosztów produkcji złożonych części lotniczych tego typu, ale po oswojeniu technologii, również podniesienie ich wydajności aerodynamicznej i efektywności energetycznej.
