Штамп создали инженеры Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) и Boeing методом проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM). Внутри сочетаются низкоуглеродистая и нержавеющая сталь, а также изогнутые каналы охлаждения. Проект поддерживает программу NASA HiCAM, нацеленную на снижение веса самолётов и рост топливной эффективности.

Изображение: interestingengineering.com

Обычно пресс-форма такого размера делается месяцами: литьё, ковка, тяжёлое сверление. Здесь же проверили, способна ли аддитивная печать выпускать терморегулируемые штампы быстрее и дешевле. Печать велась на системе Arc-1 — роботизированной сварочной установке, которая подаёт несколько типов проволоки одновременно и укладывает разные металлы слоями.

В штампе Boeing низкоуглеродистая сталь отвечает за внутреннюю прочность, нержавеющая — за долговечность поверхности. 3D-печать позволила выполнить встроенные каналы охлаждения, повторяющие форму штампа. Чтобы избежать коробления, инженеры добавили временные рёбра жёсткости и провели 32 симуляции. Финальную обработку выполнила компания Baker Industries в Мичигане.

Этот успешный тест открывает путь к более широкому применению. Термопластичные композиты легче алюминия, а значит, снижают расход топлива и выбросы. Технологию можно использовать не только в авиации, но и в автопроме для лёгких кузовных панелей, в энергетике для форм лопастей ветрогенераторов и в космической отрасли для обтекателей ракет.