Revolucija v letalski in vesoljski industriji s 3D-tiskanimi penami

Evropski raziskovalci so v okviru projekta Bio.3DGREEN razvili inovativno metodo za izdelavo grafenskih pen iz obnovljivih virov, kot so rastlinska olja. Ta trajnostni material obljublja izjemno lahke, a trdne strukture, ki bodo v prihodnosti nadomestile težke in okolju škodljive materiale v letalih, avtomobilih in vesoljskih plovilih.

Znanstveniki iz štirinajstih partnerskih organizacij pod vodstvom podjetja Laser Zentrum Hannover (LZH) so dosegli prebojni uspeh pri ustvarjanju grafenskih pen. Slednje niso le tehnološko napredne, temveč tudi ekološko prijazne. Namesto uporabe fosilnih goriv novi proces temelji na rastlinskem olju in kovinskem prahu s prevleko iz niklja. Ta mešanica služi kot surovina za poseben laserski postopek 3D-tiskanja, ki plast za plastjo gradi kompleksne tridimenzionalne strukture, navdihnjene z naravo.

Navdih za te, gobi podobne strukture, so raziskovalci črpali iz človeških kosti in rastlinskih tkiv. Te naravne oblike so znane po svoji izjemni odpornosti in sposobnosti absorbiranja udarcev kljub visoki poroznosti. Razvita grafenska pena ohranja te lastnosti, saj je izjemno lahka z gostoto pod 10 mg/cm, hkrati pa je sposobna prestati ponavljajoče se stiskanje in se vedno vrniti v prvotno obliko. To jo loči od običajnih pen, ki se sčasoma deformirajo in izgubijo svojo primarno funkcijo.

V letalski in vesoljski industriji, kjer vsak gram šteje, so te lastnosti ključne za napredek. Grafenske pene se lahko uporabljajo za blaženje udarcev in vibracij v podvozjih letal ali sedežnih strukturah za večjo varnost potnikov. Zaradi svoje porozne narave so tudi odlične za zvočno izolacijo, saj učinkovito zmanjšujejo hrup motorjev. Poleg tega je grafen odličen prevodnik toplote, kar omogoča izdelavo učinkovitejših hladilnih sistemov za elektroniko v ekstremnih vesoljskih pogojih.

Posebnost projekta je tudi v naprednem recikliranju surovin. Med proizvodnim procesom raziskovalci iz grafenske strukture izločijo kovinski prah, ki so ga uporabili kot ogrodje, in ga ponovno uporabijo za naslednji tisk. Ta tehnologija trdno umešča projekt v evropsko ekološko gospodarstvo, saj zmanjšuje količino odpadkov in porabo energije v primerjavi s tradicionalno proizvodnjo ogljikovih vlaken. Finančna stran takšnih inovacij je prav tako obetavna, saj dolgoročna stabilnost materiala in nižji stroški vzdrževanja pomenijo prihranke v višini več milijonov evrov za letalske prevoznike.