Stare myśliwce można przetopić i wydrukować w 3D jako nowe maszyny

Myśliwce, które po raz pierwszy wzbiły się w powietrze w latach 70., mogą zostać przekształcone w drobny proszek i wykorzystane do drukowania w technologii 3D komponentów dla nowej generacji samolotów Królewskich Sił Powietrznych (RAF) w Wielkiej Brytanii. Eksperci wskazują, że taka metoda produkcji jest nie tylko bardziej efektywna, ale również korzystniejsza dla środowiska i pozwala uniezależnić się od dostaw surowców z krajów objętych sankcjami, takich jak Rosja.

Robert Higham, ekspert z firmy Additive Manufacturing Solutions, opracował innowacyjną technikę recyklingu kluczowych materiałów, w tym stopu Ti64 – czyli tytanu zawierającego 6% aluminium i 4% wanadu. W zasobach brytyjskiego Ministerstwa Obrony znajduje się znaczna ilość drogich i trudno dostępnych materiałów, takich jak Ti64, jednak są one uwięzione w przestarzałych lub uszkodzonych samolotach oraz składowanych komponentach.

Nowatorska metoda pozwala na odzyskanie tych surowców, co potwierdzono na przykładzie turbinowych łopatek z myśliwca Panavia Tornado, który był użytkowany przez RAF w latach 1980–2019. Odzyskane materiały zostały następnie wykorzystane do wydrukowania w technologii 3D stożka nosowego dla prototypowego silnika przeznaczonego do napędzania nowej generacji myśliwców RAF.

„Świat stał się bardziej skomplikowany i droższy. Produkcja nowych komponentów również staje się coraz bardziej kosztowna” – mówi Higham. „Dzięki recyklingowi i drukowi 3D możemy wytwarzać części w możliwie najbardziej efektywny sposób.”

Kluczowym elementem uzyskania wysokiej jakości nowych komponentów jest przekształcenie starych części w sferyczne cząsteczki, które mogą być używane w procesie druku 3D. Zwykłe rozdrabnianie metalu nie wystarczy, ponieważ nieregularne, postrzępione fragmenty mogą zablokować drukarkę. Dlatego odzyskane elementy są najpierw topione, a następnie rozpylane w strumieniu wysokociśnieniowego argonu. W wyniku tego procesu cząsteczki przyjmują kształt kropel deszczu, zaczynają wirować w gazie, a następnie przyjmują kulistą formę i utwardzają się.

Tak powstały proszek jest następnie wykorzystywany w drukarkach 3D, które „spawają” warstwa po warstwie nowy komponent, przy czym grubość każdej warstwy wynosi zaledwie połowę grubości ludzkiego włosa. „To bardzo prosty proces mikroskopowego spawania – tak naprawdę nie jest to nic bardziej skomplikowanego” – dodaje Higham.

W pierwszym zastosowaniu tej technologii proszek został użyty do wydrukowania w 3D stożka nosowego dla silnika odrzutowego Orpheus, który Rolls Royce rozwija w ramach projektu Future Combat Air System (FCAS). FCAS obejmuje nowoczesne samoloty o modułowej konstrukcji, w tym planowany myśliwiec szóstej generacji – BAE Systems Tempest, który ma trafić do RAF w przyszłości.

Wykorzystanie druku 3D w przemyśle zbrojeniowym może zrewolucjonizować sposób projektowania i produkcji nowoczesnych myśliwców. Możliwość recyklingu kosztownych materiałów z przestarzałych samolotów stanowi przełom w efektywności wykorzystania surowców, wpływając jednocześnie na redukcję kosztów i zmniejszenie śladu węglowego. Brytyjskie siły powietrzne stawiają na nowoczesność, a innowacyjne technologie dają im możliwość budowania przyszłości lotnictwa wojskowego na fundamentach przeszłości.