Từ công nghệ thử nghiệm đến nền tảng công nghiệp mới
Công nghệ in 3D bộ phận động cơ trong ngành hàng không vũ trụ là việc dùng sản xuất phụ gia kim loại và polymer để tạo ra các chi tiết động cơ và cấu trúc máy bay có hình dạng phức tạp, tối ưu khối lượng và tính năng, đồng thời đủ độ tin cậy để tham gia trực tiếp vào các chương trình quân sự lẫn dân sự quy mô lớn. Chính bước chuyển đó – từ nguyên mẫu sang sản xuất phụ gia quy mô – mới là câu chuyện đáng chú ý. Không còn là vài chi tiết thử nghiệm trong phòng lab, các vỏ động cơ F135, khung turbine hay hệ thống thủy lực đang được thiết kế lại để in 3D, với mục tiêu giảm khối lượng, rút ngắn vòng đời phát triển và giảm rủi ro chuỗi cung ứng. Đây không chỉ là cải tiến kỹ thuật, mà là sự dịch chuyển quyền lực công nghiệp sang những ai kiểm soát được công nghệ sản xuất hàng không vũ trụ mới.
Vỏ động cơ F135: biểu tượng của bước nhảy sang sản xuất công nghiệp
Nếu cần một biểu tượng cho việc in 3D bộ phận động cơ đã bước sang giai đoạn trưởng thành, đó chính là vỏ động cơ F135. Pratt & Whitney và GKN Aerospace đang hợp tác để dùng in 3D kim loại cho các cấu phần cấu trúc lớn của động cơ F135, nhằm chứng minh khả năng sản xuất một vỏ động cơ quy mô lớn bằng công nghệ phụ gia trong khi vẫn tương thích và hoán đổi với thiết kế hiện tại. Không phải thử nghiệm nhỏ lẻ: đây là động cơ trang bị cho tiêm kích F-35, nơi mọi thay đổi đều phải qua quy trình chứng nhận nghiêm ngặt. Một cấu phần trình diễn đầu tiên được kỳ vọng hoàn thành vào năm 2027, và chứng nhận sản phẩm vào cuối 2028. Việc dám đưa vỏ động cơ F135 lên bàn in 3D là lời tuyên bố rằng sản xuất phụ gia đã đủ chín để xử lý những chi tiết an toàn cao của động cơ quân sự, chứ không còn là công cụ tạo mẫu bên lề.
Safran Aero Boosters, BMT Aerospace và cuộc đua chuyên môn tiên tiến
Không chỉ có Mỹ và Na Uy, Bỉ đang tự định vị mình như một mắt xích mới trong chuỗi cung ứng công nghệ sản xuất hàng không vũ trụ. Safran Aero Boosters đã ký thỏa thuận với Pratt & Whitney để thẩm định và cung cấp các chi tiết in 3D quy mô lớn cho động cơ F135, được chính thức hóa cùng đối tác BMT Aerospace tại Farnborough International Airshow. Hai công ty này có kinh nghiệm in 3D titanium cho ứng dụng hàng không vũ trụ, và dự án chung được xem là bước tiến quan trọng để xác thực công nghệ, đồng thời đặt Bỉ vào vị trí nguồn giải pháp chuỗi cung ứng sản xuất tiên tiến cho các công ty Mỹ. Điều đáng nói là Safran Aero Boosters tuyên bố sẽ dùng sản xuất phụ gia cho “những bộ phận thách thức nhất” nhằm giảm áp lực chuỗi cung ứng đối với “các thành phần ưu tiên cao nhất” của động cơ. Đây là cách khẳng định rằng in 3D không chỉ là giải pháp sáng tạo, mà là công cụ chiến lược để xử lý các nút thắt công nghiệp.
Eaton và Safran: củng cố nền móng sản xuất phụ gia quy mô
Để in 3D bộ phận động cơ thành sản phẩm bay được, không thể thiếu hạ tầng sản xuất phụ gia quy mô và dịch vụ kỹ thuật đi kèm. Eaton đã mở cơ sở sản xuất phụ gia thứ ba của mình nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng với các nền tảng hàng không thế hệ mới. Trung tâm này đặt tại khu campus hàng không ở Wimborne, Anh, tích hợp thiết kế, kỹ thuật, in 3D và thẩm định, với hệ thống in kim loại lớn nhất của Eaton – cho năng suất tới gấp đôi các nền tảng trước đó đối với các chi tiết phức tạp, yêu cầu an toàn cao. Theo Eaton, việc mở rộng mạng lưới sẽ cải thiện độ bền vững chuỗi cung ứng, giảm chậm trễ logistic và đảm bảo liên tục kinh doanh cho các chương trình trọng yếu. Song song, Safran Engineering Services cung cấp giải pháp in 3D kim loại và polymer trọn gói cho chi tiết hàng không, từ tối ưu hóa hình học đến quản lý nhà cung cấp.
Thiết kế lại cho thời đại phụ gia: tối ưu khối lượng, tối ưu chuỗi cung ứng
Việc chuyển sang sản xuất phụ gia quy mô chỉ có ý nghĩa khi thiết kế cũng được viết lại cho thời đại mới. Safran Engineering Services không chỉ nhận in 3D mà còn đề xuất thiết kế “black metal”, tối ưu topology và dạng bionic, lattice cho các chi tiết đủ điều kiện sản xuất phụ gia. Theo Safran, quá trình này có thể giảm tới 25% khối lượng so với chi tiết gốc như một mức tham chiếu – con số đủ lớn để tác động đến tiêu thụ nhiên liệu và tải trọng toàn hệ thống. Tại Paris Air Show, Safran trình bày khung turbine phía sau dài khoảng 3 foot cho chương trình động cơ RISE, được sản xuất bằng in 3D quy mô lớn và nhẹ hơn khoảng một phần ba so với bản truyền thống. Khi những khung turbine, vỏ động cơ F135 và chi tiết thủy lực bắt đầu được in 3D hàng loạt, thông điệp đã rõ: ai làm chủ được thiết kế tối ưu và sản xuất phụ gia quy mô sẽ viết lại luật chơi trong công nghệ sản xuất hàng không vũ trụ.
