Elektrisch passagiersvliegtuig lijkt realiseerbaar door 3D-printtechnologie

Dat moderne technologieën als robotisering en kunstmatige intellegentie een sterke combinatie vormen voor slimme productie in de toekomst, is inmiddels wel duidelijk.
Een recent voorbeeld van wat de resultaten kunnen zijn als deze technologieën samen worden gebracht, komt van de elektrische vliegtuigenfabrikant Eviation Aircraft en 3D-printbedrijf Stratasys.

Uitdagingen

Eviation gebruikt de 3D-technologie van Stratasys om een volledig elektrisch passagiersvliegtuig, waar er nog maar weinig van zijn, te ontwikkelen. Hiermee wordt heel veel tijd en geld bespaard.

In de luchtvaartindustrie bestaat, zowel onder startups als de grote luchtvaartgiganten, al een tijdje veel interesse voor elektrische vliegtuigen maar de daadwerkelijke ontwikkeling hiervan kent een aantal bouwkundige uitdagingen. Batterijen moeten bijvoorbeeld lichter en krachtiger zijn om voldoende vermogen te generen. Er is een aerodynamisch design nodig en dat hele proces is nogal  tijdrovend en kostbaar.

Eviation denkt met name op die laatste punten stappen te kunnen maken met 3D-printen. “3D-printen bemoedigt innovatie in eigen beheer en kan de ontwikkelingsfase, die normaal lang en duur is, versnellen. Dit stelt ons in staat om nieuwe concepten te ontwikkelen en werkende prototypes snel te prodcueren, zonder dat vooraf al significante kosten worden gemaakt.” Het bedrijf heeft gekozen om ‘from scratch’ te beginnen en een holistische aanpak te hanteren. Het gehele ontwikkelingsproces, inclusief aerodynamische testen en het voortstuwingssysteem, is herzien om de efficiëntie van elektrisch vliegen te maximaliseren.

Vooraf testen

De 3D-printtechnologie van Stratasys stelde het bedrijf in staat om veel van zijn ontwerpen uitgebreid te testen voordat ze daadwerkelijk moesten investereren in certificeerbare onderdelen voor het bouwen van een vliegtuig. Dit zorgde voor versnelde processen, innovatieve ontwerpen en veel lagere productiekosten.
“Doordat we de mogelijkheid hadden om nieuwe herhalingen van ontwerpen te creëeren met 3D-printen en zo konden zien hoe alles zich standhield, hebben we enorm kunnen besparen op de kosten. Dit interne productieproces is cruciaal voor een bedrijf in de constant veranderende en competitieve luchtvaartindustrie.”

Eviation gebruikt voor het elektrische vleugeltipmotren. Door middel van 3D-printen konden deze in slechts een paar uurworden gemaakt. In de tijd dat werd gewacht op de levering van de daadwerkelijke motoren, konden de 3D-varianten al uitgebreid worden getest. Het ontwerp verminderde bovendien het aantal ingrepen aan het exterieur van het vliegtuig door gladde en gebogen oppervlakten te gebruiken. Het creëert sterke, complexe en lichtgewicht onderdelen om deze oppervlakten te ondersteunen door een composiet lay-up tool te 3D-printen dat daarna werd bedekt met het al gemaakte koolstofvezelmodel.

“Al met al hebben we in de twee jaar durende operatie honderden tot duizenden dollars en zo’n zes maanden werk bespaard door het 3D-printen. “Momenteel gebruiken we de technologie om prototypes van testonderdelen en gereedschap te maken. De mogelijkheid om lichtgewicht onderdelen in complexe gemoetrien te maken stelt ons ook in state om de mogelijkheden te ontdekken om onderdelen voor het uiteindelijke toestel 3D te printen.”

Eviation verwacht in de loop van 2018 te beginnen met testvluchten en de eerste commerciele vluchten staan gepland voor 2021. “Eviation heeft als doel om regionaal luchtverkeer meer kosteneffectief en milieuvriendelijker te maken. Nu mensen op grotere afstanden van huis dan ooit werken, geloven wij dat elektrisch vliegen de middelgrote steden als Seoul en Beijing of Londen en Parijs, dichter bij elkaar brengt.”

Door: Kelly Bakker

Bron: Eviation/Stratasys