3D -Druckflugflugzeugfahrwerk und Reparatur von Titanblättern
Aug 11, 2025
Flugzeugfahrwerk ist eine Komponente, die erheblichen Spannungen ausgesetzt ist. Um diesen Hochstressumgebungen standzuhalten, werden diese Teile aus hochfestem Stahl geschmiedet. Seit dem Aufkommen von Titanlegierungen hat sich das Flugzeugfahrwerk jedoch allmählich auf die Schmiedellegungen auf Titanlegierungen verlagert. Titanlegierungen bieten sowohl hohe Festigkeit als auch niedrige Dichte und reduzieren die Masse um über 25%-kritisch wichtig für Flugzeuge. Die im Flugzeugfahrwerk verwendete Titanlegierung ist TI-10V-2Fe-3al mit einer Zugfestigkeit von 1190 MPa, fast das 2,2-fache der von 7075 Aluminiumlegierung. Viele Fahrradkomponenten des Boeing B777 werden aus dieser Legierung geschmiedet. Die Ti-6Al-2SN-2ZR-2MO-2CR-Legierung, die ebenfalls im Fahrwerk verwendet wird, bietet hohe Stärke und Zähigkeit, ist jedoch relativ teuer. Darüber hinaus ist die Ti-6Al-4V-Legierung, die häufig bei der Schmieden von Hubschrauber-Fahrwerkkomponenten verwendet wird, die am häufigsten verwendete Titanlegierung in Luft- und Raumfahrt- und allgemeinen Geräteanwendungen. Obwohl es relativ erschwinglich ist, sind seine Stärke und Leistung niedriger als die der oben genannten Titanlegierungen. Flugzeugmotorblätter arbeiten unter extrem anspruchsvollen Bedingungen und stehen nicht nur hohen Temperaturen, sondern auch hohen Druck- und Hochgeschwindigkeits-Luftstrom. In dieser harten Umgebung sind diese Klingen extrem anfällig für Beschädigungen, insbesondere bei den Klingenspitzen, was die Wartung zu einem erheblichen Unterfangen macht. Laut einer Website von Aviation Weekly am 15. September 2023 entwickelten Optomec und ACME Robotics Systems (ACME) gemeinsam eine weltweit erste automatisierte Arbeitszelle zur Reparatur von Titanlegungs-Kompressorblättern für Flugzeugmotoren über einen Zeitraum von zwei Jahren, um die Arbeitslast der Wartung zu verringern und die Lebensdauer zu erweitern. Das System wurde hauptsächlich für die Reparatur von Titan-Legierungskompressor-Klingen-Tipps entwickelt, die während des Motorbetriebs getragen wurden. Es kann jedoch auch Schäden an Tipps zur Legierung von Nickelbasis und den führenden Kanten reparieren. Die automatisierte Arbeitszelle besteht aus drei Stationen, die Blattspitzenschleife, 3D-Drucklaserverkleidungen und Nachbearbeitung durchführen können. Es enthält eine automatisierte Pallet -Lade- und Entladestation, eine Palettenbetriebsstation und ein Robotermaterialhandlingssystem. Es kann auch mit anderen Funktionen ausgestattet werden, z. B. eine automatisierte Koordinatenmessmaschine und eine Reinigungsstation. Laut Optomech bietet seine automatisierte Arbeitszelle eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Reparaturprozessen für Titanblatt -Reparaturen wie CNC -Bearbeitung und Wolfram -Inertgasschweißen (TIG). Die Blattveredelung ist ungefähr drei- bis viermal schneller als die CNC -Bearbeitung oder eine manuelle Veredelung. Die Reparaturqualität ist im Vergleich zu manuellen Prozessen konsistenter. und die Kosten werden um über 70%gesenkt. Die Beseitigung des manuellen Schweißens und der Handlungsverarbeitung verbessert die Reparaturqualität erheblich. OPTOMECH -Staaten, dass die Verwendung effizienter und wiederholbarer Roboter -Finishing -Technologie die Arbeitsqualität erheblich verbessern und die Reparaturkosten in Motorreparaturzentren senken kann. Das automatisierte Robotersystem kann jährlich 85.000 Titan -Kompressorblätter reparieren und wurde von Zivilluftfahrtaufsichtsbehörden in mehreren Ländern zertifiziert. Der langfristige kommerzielle Betrieb hat die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems gezeigt.
Laut einem Bericht über die britische Aero-MAG-Website am 17. September startete das britische Luft- und Raumfahrt Technology Institute (ATI) ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt von 22,5 Millionen Pfund mit dem Titel "Breakthrough (Landing Gear Industry Breakthrough)". Dieses Projekt wird von Airbus angeführt und mit 15 Unternehmen, Forschungsinstitutionen und Universitäten beteiligt und wird die weltweit erste 3D-gedruckte Flugzeugfahrwerkskomponente markieren.
Das I-Break-Projekt besteht aus vier Arbeitspaketen: WAAM3D ist für die Industrialisierung der Produktionsgeschwindigkeit der ARC-3D-Druckerhöhungen, die strukturelle Anwendungen mit mikrostrukturellen und mechanischen Eigenschaften für hochintegrierte Strukturanwendungen, die Industrialisierung von inline-nicht-zerstörerten Tests (NDT) sowie die Produktion von Prototypen von angemessener Größe und Komplexität mit einem aufgradierten Robowa-System verantwortlich. Die Cranfield University ist verantwortlich für die Erforschung neuer Waam -Prozesse und -Lösungen und zur Validierung der Ablagerung kritischer Legierungen. Die University of Strathclyde ist für innovative Inline-NDT-Technologien verantwortlich. Peakndt, ein Hersteller von herkömmlichen und phasedischen Array-Ultraschallinstrumenten, ist auch für die Erforschung der Inline-NDT-Technologien verantwortlich.
Die Verwendung von 3D-Druck für Flugzeugfahrwerkskomponenten kann die Zeit zu Markt verkürzen, die Produktqualität verbessern und die CO2-Emissionen um 20%reduzieren. Die F & E -Arbeiten des Projekts sollen bis 2026 fertiggestellt werden. Der globale Herstellungsprozess für Flugzeugfahrwerkskomponenten wird allmählich vom Schmieden zum 3D -Druck verlagert.
Das Unternehmen verfügt über führende inländische Titan -Verarbeitungsproduktionslinien, darunter:
Deutsch importierte Präzisions-Titan-Rohrproduktionslinie (jährliche Produktionskapazität: 30.000 Tonnen);
Japanische Titanfolie Rolling Line (dünnste bis 6 μm);
Vollständig automatisierte Titan -Stange kontinuierliche Extrusionslinie;
Intelligente Titanplatte und Streifen -Finishing -Mühle;
Das MES -System ermöglicht die digitale Steuerung und Verwaltung des gesamten Produktionsprozesses und erreicht die produktdimensionale Genauigkeit von ± 0,01 μm.
