Ontwikkeling van de volgende generatie, slimme motorventilatorbladen

De vierde industriële revolutie (Industrie 4.0) verandert de manier waarop bedrijven in veel industrieën hun producten vervaardigen, en de lucht- en ruimtevaartindustrie is daarop geen uitzondering. Zo verbeteren vliegtuigfabrikanten productieprocessen door sensortechnologieën in motorcomponenten in te bouwen. Een door de EU gefinancierd project genaamd MORPHO is ook op de trein van Industry 4.0 gesprongen met een innovatief voorstel: bedrukt en vezeloptische sensoren inbouwen in ventilatorbladen van vliegtuigmotoren om ze cognitieve capaciteiten te geven terwijl ze worden vervaardigd.

Slimme, multifunctionele en multi-materiaal ventilatorbladen

“De ventilatorbladen zijn ontworpen en vervaardigd met behulp van een hybride materiaal. Het kernlichaam van de ventilatorbladen is opgebouwd uit een 3D-geweven composiet, terwijl de leading edge is gemaakt van titanium. Deze materiaaltechnologie wordt bijvoorbeeld gebruikt in de LEAP Engine-familie (1A, 1B, 1C), waardoor ze een massawinst kunnen behalen terwijl ze een hoge sterkte en breuktaaiheid vertonen”, meldt het MORPHO-team in een persbericht op “The Aviation Times”.

Leden van het projectteam zullen bouwstenen voor kerntechnologie ontwikkelen en testen op een demonstrator die een Foreign Object Damage (FOD)-paneel wordt genoemd. FOD is een belangrijke oorzaak van metaalstoringen in de luchtvaart en andere omgevingen die gevoelig zijn voor schade door puin of losse voorwerpen. Het MORPHO FOD-paneel vertegenwoordigt de koorde van een ventilatorblad – met andere woorden, de breedte van het blad van de voorste (of voorste) rand tot de achterlopende (of achterste) rand – op een specifieke hoogte. Het belangrijkste doel van het paneel is om het ontwerp van het ventilatorblad te testen voordat het wordt geproduceerd om risico’s te minimaliseren.

Het persbericht geeft meer inzicht in het gebruik van FOD-panelen door het project: “MORPHO stelt voor om geprinte en glasvezelsensoren in FOD-panelen in te bouwen, waardoor ze cognitieve capaciteiten krijgen vanaf het moment dat ze worden vervaardigd. De parallelle ontwikkeling van digitale/hybride twin modellen zullen het FOD Life Cycle Management drastisch verbeteren. Gedurende het project zullen demonstrators worden ontwikkeld om de voorgestelde methoden en tools te analyseren en te valideren.”

Zorgen voor het milieu

MORPHO wil ook zorgen voor efficiënte, winstgevende en milieuvriendelijke productie, onderhoud en recycling van zijn slimme ventilatorbladen voor motoren van de volgende generatie, in overeenstemming met het nieuwe actieplan voor de circulaire economie van de EU. Een andere prioriteit is het milieuvriendelijk recyclen van kostbare componenten. Het project heeft tot doel een methodologie te ontwikkelen die twee innovatieve processen combineert: lasergeïnduceerde demontage en pyrolysetechnologie voor de optimale recycling van onderdelen aan het einde van hun levensduur.

MORPHO (Embedded Life-Cycle Management for Smart Multimaterials Structures: Application to Engine Components) wordt gecoördineerd door de École nationale supérieure d’arts et métiers, Frankrijk, en brengt fabrikanten van vliegtuigapparatuur en software- en sensorsysteemontwikkelaars samen, evenals recyclingtechnologie en intelligente procesbewakingsbedrijven, universiteiten en onderzoeksorganisaties uit zes Europese landen. Externe begeleiding en deskundig advies zullen worden verstrekt door een internationale adviesraad die over uiteenlopende vaardigheden en expertise beschikt die een afspiegeling zijn van het scala aan organisaties dat met het project wordt beoogd. Het 3,5-jarige project loopt af in september 2024.