Druk 3D staje się coraz popularniejszy, a tego typu rozwiązania są już wykorzystywane m.in. w przemyśle motoryzacyjnym i obronnym. Na Politechnice Wrocławskiej rozwojem tej technologii zajmuje się zespół Katedry Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, który m.in. „odchudza” samoloty i helikoptery produkowane w mieleckich zakładach lotniczych

Projekt o nazwie „Amphora” „Badania technologii przyrostowych  i procesów hybrydyzacji obróbki dla potrzeb rozwoju innowacyjnej produkcji lotniczej” w ramach Programu sektorowego INNOLOT, współfinansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju oraz Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, rozpoczął się w grudniu 2013. Dotyczy wdrożenia nowych technologii w procesie wytwarzania części na potrzeby lotnictwa.

Partnerem Politechniki Wrocławskiej są w nim Polskie Zakłady Lotnicze w Mielcu, które produkują samolot transportowy PZL M28B Bryza oraz m.in. kadłuby i belki ogonowe amerykańskich helikopterów S-70i Black Hawk.

– Ideą projektu jest wykorzystanie technologii druku 3D w przemyśle ciężkim, w tym wypadku lotniczym. Warto zaznaczyć, że we Wrocławiu technologią druku 3D zajmujemy się od wielu lat i właściwie jesteśmy jej prekursorami - mówi dr Tomasz Boratyński. -  Mamy bardzo duży zbiór urządzeń tego typu, jedyny taki w Polsce i jeden z nielicznych w Europie. To przekłada się także na nasze bogate doświadczenie we współpracy z różnymi gałęziami przemysłu. Docelowo wykorzystanie druku 3D ma pozwolić na wytworzenie części, które byłyby alternatywą dla dotychczas produkowanych elementów, będąc jednocześnie tańszymi, lżejszymi i lepszymi. Najczęściej oznacza to po prostu „odchudzanie” już istniejących modeli.

Naukowiec tłumaczy, że podstawowy współczynnik w produkcji lotniczej to tzw. „buy to fly” . Wynosi on mniej więcej 10:1. Oznacza to, że trzeba dostarczyć 10 kg materiału wyjściowego, z którego po przetworzeniu do samolotu trafia 1 kg. - Zużycie surowców jest więc ogromne, a tymczasem przy zastosowaniu naszej technologii ten współczynnik wynosi maksymalnie 2:1 – opowiada dr Boratyński.

W dużym uproszczeniu „odchudzanie” polega więc na usunięciu geometrycznych elementów zbędnego materiału, tak by wykorzystać tylko te fragmenty, przez które przechodzą naprężenia. Wydrukowane w technologii 3D elementy są więc dużo lżejsze od oryginałów, a przy tym tak samo wytrzymałe.

Wykorzystując technologię druku 3D, oszczędza się jednak nie tylko na surowcach, ale także m.in. na kosztach magazynowania, zużyciu wody czy składowaniu odpadów, których powstaje bardzo niewiele. – W dłuższej perspektywie przekłada się to na wielomilionowe oszczędności – podkreśla dr Boratyński.

W projekcie „Amphora” naukowcy z Politechniki Wrocławskiej zajmują się przede wszystkim modernizacją samolotu Bryza. Skupiają się na całej konstrukcji samolotu z wyłączeniem silników. Obecnie w planach mają m.ni. przygotowanie całkowicie nowego kokpitu, a także kanałów technologicznych, którymi biegną różnego rodzaju systemy zasilania i panele komunikacyjne.

– Podjęliśmy także próbę nowatorskiego nakładania powłok zewnętrznych, odpornych na rdzewienie i warunki atmosferyczne. Wytwarzamy też mnóstwo małych części, które w samolotach są montowane w dużych ilościach np. zaślepki czy nakrętki. Choć priorytetem jest dla nas Bryza, to jednak mieliśmy także wiele próśb związanych z modernizacją helikopterów Black Hawk – tłumaczy naukowiec.

Wartość całego programu, który potrwa do 2018 r., to ponad 23 mln zł. W przedsięwzięcie zaangażowanych jest około 60 osób. To jeden z największych projektów realizowanych na Politechnice Wrocławskiej.

Potencjał druku 3D jest więc ogromny, ale ma także swoje ograniczenia np. przestrzeń roboczą, dokładność, ograniczoną ilość materiałów czy problemy z chropowatością powierzchni.

– Druk 3D w dalszym ciągu jest rozwijany, poprawiany i badany – podkreśla dr Boratyński. -  Wiele osób się nimi interesuje. A my jesteśmy integratorem łączącym specjalistów z różnych dziedzin, naszym celem jest pełne wykorzystanie tych technologii.

Michał Ciepielski