Американский авиастроительный концерн Boeing совместно с норвежской компанией Norsk Titanium разработала несколько структурных элементов из титанового сплава, которые можно печатать с помощью 3D-принтера. Как сообщает Reuters, после получения одобрения Федерального управления гражданской авиации США новые напечатанные детали будут устанавливаться на серийные пассажирские самолеты B787 Dreamliner. По оценке Boeing, использование напечатанных деталей позволит снизить стоимость каждого лайнера на два-три миллиона долларов.
Трехмерная печать в авиастроении пока не получила широкого распространения, хотя некоторые из авиационных деталей, в том числе, устанавливаемых в реактивных двигателях, уже выпускаются по этой технологии. Основным преимуществом трехмерной печати является возможность производить цельные элементы, которые крайне сложно или вовсе невозможно сделать обычными методами. Например, трехмерная печать позволяет создавать лопатки турбины реактивного двигателя с уже готовыми каналами для системы охлаждения.
В пассажирском самолете B787 на долю титановых деталей приходятся 17 миллионов долларов из 265 миллионов, которых стоит один самолет. Прочные титановые сплавы стоят гораздо дороже авиационных сплавов на основе алюминия, однако использование алюминиевых деталей на Dreamliner невозможно. Дело в том, что в этом самолете активно используются углепластиковые композиционные материалы, которые с алюминием образуют гальваническую пару. В результате алюминиевые детали быстро разрушаются.
Трехмерная печать позволяет значительно сэкономить на производстве деталей из титановых сплавов, поскольку в процессе производства практически не образуется отходов, которые нужно отправлять на переработку. Печать титановых деталей, которые будут использоваться для соединения различных элементов планера Dreamliner, в том числе и высоконагруженных, производится методом электронно-лучевой плавки из титановой проволоки. Во время печати в специальной камере манипулятор принтера подает тонкую титановую проволоку, которая расплавляет металл с помощью электронного пучка.
Какие именно детали планера Dreamliner планируется печатать для серийных самолетов, не уточняется. В настоящее время Boeing и Norsk Titanium проводят испытания напечатанных деталей, чтобы получить одобрение Федерального управления гражданской авиации США. Согласно планам компаний, установка напечатанных титановых элементов на серийные пассажирские лайнеры начнется в 2018 году. Поначалу титановые детали будут печататься в Норвегии, но позднее Norsk Titanium откроет производственные линии в США.
Пассажирский самолет Dreamliner совершил первый полет в 2009 году, а с 2011 года выполняет пассажирские перелеты. В зависимости от версии самолет может перевозить от 218 до 440 пассажиров. Лайнер в зависимости от версии имеет в длину от 56,7 до 68,3 метров и размах крыла 60,1 метра. Максимальная взлетная масса Dreamliner составляет от 227,9 до 254 тонн. Лайнер может выполнять полеты на скорости в 903 километра в час на расстояние до 14 тысяч километров. В настоящее время темпы производства B787 составляют 144 лайнера в год.
В январе текущего года европейский авиастроительный концерн Airbus занялся установкой нового 3D-принтера EBAM 110, позволяющего печатать из титановой проволоки различные детали большого размера. Устройство будет использоваться для печати различных элементов конструкции пассажирских самолетов, в том числе несущих. Новая система использует для послойной печати деталей технологию электронно-лучевой плавки. EBAM 110 позволяет печатать детали длиной до 178 сантиметров, глубиной до 120 сантиметров и высотой до 160 сантиметров.
Василий Сычёв