Straalmotorbladen werden omgezet in poeder voor 3D-printen en een neuskegel werd met succes getest op een Orpheus-motor van Rolls-Royce.
Rolls-Royce heeft baanbrekend werk verricht op het gebied van recycling door oude vliegtuigonderdelen van de Royal Air Force (RAF) van het Verenigd Koninkrijk om te zetten in metaalpoeder voor additieve productie.
Het Tornado 2 Tempest project hergebruikt gepensioneerde RAF Tornado onderdelen in metaalpoeder, dat vervolgens wordt gebruikt voor het 3D printen van onderdelen voor Rolls-Royce’s Orpheus kleine motorconcept.
Volgens het bedrijf maakt Orpheus deel uit van het Future Combat Air System (FCAS) programma en toont het project aan dat de techniek kan worden gebruikt voor de volgende generatie van het Tempest gevechtsluchtvaartuig.
“Tornado 2 Tempest is een gedurfd, opwindend en innovatief project en een demonstratie van hoe uitstekende samenwerking tussen het MOD, de industrie en het MKB duurzame en technologisch geavanceerde oplossingen kan opleveren”, zegt Andrew Eady, Rolls-Royce VP FCAS Sustainability, in een verklaring.
Duurzame metalen oplossingen
Het Tornado 2 Tempest project heeft met succes oude RAF Tornado onderdelen hergebruikt in metaalpoeder voor additive manufacturing, wat een duurzame benadering van defensie-engineering demonstreert.
Veel overtollige onderdelen van het Ministerie van Defensie (MOD), waaronder kapotte of reserveonderdelen, bevatten waardevolle metalen zoals titanium, aluminium en hoogwaardig staal. Het projectteam onderzocht of deze materialen geatomiseerd konden worden tot poeders, bekend als “feedstock”, voor 3D printen.
Belangrijke onderdelen, zoals compressorbladen van straalmotoren met een hoog titaniumgehalte, werden gereinigd en omgezet in poeder, wat resulteerde in een 3D-geprinte neuskegel en compressorbladen. Rolls-Royce installeerde de neuskegel op een Orpheus testmotor en draaide deze met succes onder testomstandigheden om de veiligheid en prestaties te bevestigen.
Volgens het bedrijf benadrukt het initiatief de levensvatbaarheid van het recyclen van strategische metalen en biedt het potentiële voordelen voor de Britse defensie-industrie door de toegang tot kritieke materialen te verbeteren en de afhankelijkheid van nieuwe grondstoffen te verminderen.
Het team liet ook een Digitaal Productpaspoort zien, waarmee de herkomst van materialen en gegevens over de levenscyclus worden bijgehouden. De innovatie zou beslissingen over de toewijzing van materialen verbeteren en het gebruik van namaakmaterialen helpen voorkomen.
“Deze oplossing kan niet alleen de kosten en lasten van het betrekken van kritieke en hoogwaardige metalen verminderen, maar het kan ook onderdelen produceren die lichter, sterker en duurzamer zijn dan die welke door middel van traditionele smeedtechnieken worden gemaakt, waardoor de algehele duurzaamheid en effectiviteit van het MOD verder worden verbeterd,” zei Thomas Powell, DRDT’s Strategic & Submarine Recycling Senior Commercial Manager, in een verklaring.
Efficiënte luchtvoortstuwing
De Orpheus-motorfamilie is een geavanceerde kleine motor met twee spoelen, ontworpen voor toekomstige luchtgevechtssystemen en biedt schaalbaarheid, aanpassingsvermogen en een hoge efficiëntie. De motor is ontwikkeld met een focus op snelle innovatie en beschikt over een geavanceerde turbofanarchitectuur, geïntegreerde elektrische energieopwekking en ultralage kosten voor componenten.
Door gebruik te maken van Additive Layer Manufacturing (ALM), vermindert Orpheus de complexiteit van de componenten terwijl de prestaties verbeteren, waardoor een snellere productie en kostenbesparingen mogelijk zijn. De motor is ontworpen met het oog op modulariteit, waardoor hij snel kan worden aangepast voor verschillende toepassingen in de militaire luchtvaart. Digitale ontwerp- en fabricageprocessen stroomlijnen de ontwikkeling verder en zorgen voor hoge precisie en een kortere time-to-market.
In slechts 18 maanden ontwierp, bouwde en testte Rolls-Royce de eerste demonstratormotor met twee spoelen, waardoor de traditionele ontwikkelingstijd werd gehalveerd. De flexibele aanpak van het programma en de samenwerking met meer dan 30 in het VK gevestigde KMO’s hebben de efficiëntie en innovatie gemaximaliseerd.
