Niskie koszty produkcji części silnika działającego na zubożonej mieszance
Przepisy prawne, dotyczące emisji z silników dużych statków powietrznych, które zostaną przyjęte w przyszłości, będą wymagały skokowej zmiany w technologii komór spalania. Fundamentalnym celem, przyświecającym zastosowaniu silników działających na zubożonej mieszance, jest spalanie paliwa i powietrza w niższych temperaturach, co pozwoli obniżyć emisje tlenków azotu. Trudno uzyskać najefektywniejsze projekty systemów chłodniczych, stosując konwencjonalne rozwiązania. Z kolei, istniejące metody produkcyjne pociągają za sobą konieczność kompromisu - obniżenia wydajności lub skrócenia okresu użytkowania. Produkcja płyt metodą przyrostową z wykorzystaniem lasera umożliwia kształtowanie zgodnych z wymogami złożonych geometrii w nadstopach niklu. Jednakże, wykorzystywany sprzęt służy do ogólnego prototypowania niewielkich ilości części stanowiska testowego i nie nadaje się do wielkoskalowej, niskokosztowej produkcji części statków powietrznych. W toku projektu MALT (Multilaser additive layer manufacturing of tiles) udało się wypracować prototyp maszyny, wyposażonej w multilaser, która umożliwia tanią produkcję części statku powietrznego. System podlega skalowaniu zarówno pod kątem szybkości, jak i rozmiaru obudowy przy większych gabarytach i rozmiarach części bez konieczności zmiany właściwości topienia laserem. Ponadto, wykazuje on równoważność z najnowocześniejszymi metodami produkcji przyrostowej przy jednoczesnych niższych kosztach i elastycznej konstrukcji. Nowo wypracowany prototyp maszyny wykorzystuje cztery współdziałające pola skanowania lasera, aby objąć obszar konstrukcyjny o wymiarach 400 x 400 mm2. Skonstruowano stanowisko testowe, które następnie uruchomiono celem zbadania metod kontroli nad polami lasera o zachodzącym na siebie zasięgu. W kolejnym kroku, umieszczono w nim komorę spalania. Badacze opracowali technologie, pozwalające monitorować jednocześnie cztery lasery, i uruchomili szczegółowe symulacje komputerowe, modelując przepływ gazu przez komorę. Partnerzy projektu MALT obsługiwali maszynę w trybie symulacji produkcji przez dziewięć miesięcy. Cztery różne struktury zbudowano w systemie cyklicznym: geometryczny wzorzec testowy do monitorowania dokładności pola skanowania maszyny, strukturę testową na potrzeby monitorowania właściwości chemicznych i mechanicznych, partię reprezentatywnych małych części oraz reprezentatywną dużą część, wymagającą jednoczesnej pracy wszystkich czterech pól lasera. Zespół uzyskał pozytywne rezultaty odnośnie właściwości materiałów, dokładności części oraz niezawodności, gotowości eksploatacyjnej i łatwości konserwacji maszyny, jak również kosztów operacyjnych.
Słowa kluczowe
Silnik działający na zubożonej mieszance, statek powietrzny, komora spalania, proces produkcji przyrostowej, MALT, multilaser
