Druk przestrzenny w przemyśle lotniczym
UE realizuje ambitny program badawczo-rozwojowy na rzecz stworzenia zrównoważonych i ekologicznych silników (SAGE), mających znaleźć zastosowanie w lotnictwie przyszłości. SAGE 4 jest jednym z pięciu silników demonstracyjnych bazujących na zaawansowanej przekładniowej technologii turbowentylatorowej. Posłuży on do ukazania stopnia dojrzałości nowych technologii w odniesieniu do lekkich konstrukcji i materiałów. W ramach finansowanego ze środków UE projektu AEROSIM (Development of a selective laser melting (SLM) simulation tool for aero engine applications) naukowcy opracowali narzędzia do symulacji procesów druku przestrzennego. Oprogramowanie AEROSIM wykorzystuje zintegrowany model elementów skończonych, który pozwala uzyskać różne poziomy abstrakcji i optymalizację procesu. Graficzny interfejs użytkownika umożliwia przejrzystą wizualizację wyników symulacji, bez konieczności posiadania specjalistycznej wiedzy programistycznej. Badacze zebrali dokładne pomiary parametrów termomechanicznych, aby stworzyć realistyczne odwzorowania zachowań stopu niklowego Inconel718 i stopu tytanowego Ti6Al4V podczas procesu drukowania. Nowe algorytmy siatki pozwoliły na przezwyciężenie trudności związanych z reprezentacją skomplikowanych struktur siatki i swobodnie formowanych powierzchni. Modelowanie wszystkich miejsc stapiania oznacza też nadmierne przekroczenie zdolności obliczeniowych komputera. Aby pokonać ten problem, zespół AEROSIM stworzył nowe metody umożliwiające wyodrębnienie nagrzewania się miejsc stapiania. Wykorzystano w nich szczegółowe symulacje pojedynczych miejsc stapiania, aby oszacować ilość pobranej energii użytecznej na długość jednostki. Oprogramowanie AEROSIM umożliwia realistyczne odwzorowanie pól temperatury i ogólnego bilansu energetycznego. Powinny one przyczynić się do znaczącej poprawy efektywnego gospodarowania zasobami oraz zmniejszenia kosztów budowy demonstratora SAGE 4, co będzie miało istotne implikacje dla wdrożenia SLM w przemyśle lotniczym.
