Polskie Zakłady Lotnicze w Mielcu otwierają ultranowoczesny, innowacyjny obiekt anodowni i malarni
Mielec, 15 października 2014 – Polskie Zakłady Lotnicze w Mielcu otworzyły nową, proekologiczną anodownię i malarnię. Budowa obiektu wyposażonego w nowoczesną linię technologiczną kosztowała nieco ponad 30 mln zł i była współfinansowana ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.
Anodowanie jest kluczowym procesem z punktu widzenia trwałości i odporności na korozję elementów metalowych stosowanych w produkcji lotniczej. W nowym obiekcie wybudowanym w PZL Mielec za kwotę ponad 30 mln zł zastosowano proekologiczne i innowacyjne technologie procesu anodowania, stosowane w zaledwie kilku miejscach na świecie. Dzięki nim procesy te będą przeprowadzane w sposób bezpieczniejszy zarówno dla pracowników, jak i środowiska naturalnego. Chodzi przede wszystkim o eliminację rakotwórczego chromu sześciowartościowego z procesu technologicznego i zastąpienie go środkami bardziej przyjaznymi środowisku.
Bardziej eko i oszczędniej
Nie bez znaczenia są również oszczędności, jakie przyniesie uruchomienie nowego obiektu. Dzięki wprowadzanej nowej technologii, proces anodowania odbywać się będzie przy zamkniętym obiegu wody, powodując zmniejszenie jej zużycia. Zgodnie z prognozami zużycie wody na cele technologiczne procesów anodowania spadnie z 12 000 m3 rocznie do około 1000 m3. Dzięki zastosowanym nowoczesnym filtrom katalitycznym, zmniejszona zostanie również emisja oparów do atmosfery. Eko-wydajna technologia przyniesie także redukcję zużycia energii cieplnej oraz ograniczenie emisji ścieków ciężkich.
Realizacja projektu budowy nowej anodowni rozpoczęła się w 2009 roku, po podpisaniu umowy o dofinansowanie ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka w ramach działania 4.4. Projekt otrzymał wsparcie w wysokości prawie 15 mln zł, przy łącznej wartości inwestycji sięgającej ponad 30 mln zł. W ramach tego projektu poza budową nowej anodowni, PZL Mielec wdrożył innowacyjną technologię formowania głęboko przetłoczonych elementów powłokowych z zastosowaniem narzędzi nowej generacji , która jest wynikiem prac badawczo-rozwojowych prowadzonych we współpracy z Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie oraz Instytutem Lotnictwa w Warszawie.
PZL Mielec stawia na innowacje
Polskie Zakłady Lotnicze obecnie najbardziej zaawansowanym technologicznie przedstawicielem krajowego przemysłu lotniczego. W 2012 r. uruchomiono w Mielcu Centrum Badań i Prób Statków Powietrznych. Wyposażony w najnowocześniejszą aparaturę i sprzęt badawczy obiekt zwiększył potencjał innowacyjny firmy i jej możliwości w zakresie testowania samolotów i śmigłowców. Inwestycja została dofinansowana ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka w ramach działania 4.5.2. Projekt otrzymał unijne wsparcie w wysokości prawie 20 mln zł, przy łącznej wartości inwestycji sięgającej 60 mln zł.
Współpraca z uczelniami wyższymi
PZL Mielec rozwija współpracę z uczelniami wyższymi. Dotychczas spółka podpisała porozumienie o współpracy z Akademią Górniczo-Hutniczą, Politechniką Rzeszowską i Politechniką Warszawską. Zakres umowy obejmuje m.in. ofertę płatnych staży, programy stypendialne, współpracę z kadrą naukową uczelni, włączenie do programu dydaktycznego uczelni tematyki nowoczesnych technologii stosowanych w PZL, a także prowadzenie wspólnych projektów badawczo-wdrożeniowych.
Założeniem programu rozwoju nowych technologii jest zaangażowanie we współpracę kilkunastu uczelni z całej Polski. Dzięki tej kooperacji firma może wykorzystać potencjał badawczy i laboratoryjny oraz wysoko wykwalifikowaną kadrę naukową polskich uczelni technicznych – przy każdym z projektów zaangażowanych jest 2-3 profesorów. Ponadto współpraca z uczelniami oznacza dla studentów niepowtarzalną szansę na zdobycie unikalnej wiedzy i doświadczenia. W przyszłości, opracowywane właśnie nowe technologie, z pewnością staną się przedmiotem prac inżynierskich, magisterskich, rozpraw doktorskich i monografii habilitacyjnych.
PZL Mielec współpracuje głównie z Wydziałem Metali Nieżelaznych AGH oraz wydziałami mechanicznymi i budownictwa Politechnik z Lublina i Częstochowy. Współpraca z uczelniami przynosi już pierwsze efekty. Właśnie trwają prace nad zgłoszeniem patentu na skład kompozytu do form w miejsce ołowiowych, w zakończonym projekcie Tytany/Scan 3D.
Projekty realizowane z uczelniami:
- Narodowe Centrum Badań i Rozwoju: Eliminacja ołowiu z produkcji i Program Badań Stosowanych,
- Akademia Górniczo – Hutnicza: System Ekspercki (zakończenie projektu 2015r.), Kształtowanie elementów z blach tytanowych (koniec projektu 2014r.), Skanowanie 3D (zakończenie projektu 2014r.),
- Politechniki Wrocławska (Wydział Mechaniczny), Świętokrzyska (Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn), Lubelska (Wydział Mechaniczny): projekt Technologie Przyrostowe, Innolot AMPHORA, dotyczący drukowania części (projekt trwa do 2019r.),
- Politechnika Częstochowska: Fast_FSW, opracowanie technologii montażu części przy pomocy metody zgrzewania tarciowego z przemieszaniem, częściowo zastępujące nitowanie (projekt trwa do 2019r.),
- Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Budowlanej i Sanitarnej oraz Wydział Mechaniczny – Block Structure, opracowanie technologii łączenia struktur lotniczych za pomocą połączeń zatrzaskowych, co częściowo wyeliminuje dotychczasowe metody łączenia takie jak spawanie czy nitowanie (projekt trwa do 2019 r.),
Lotnicze technologie przyszłości
Strategiczny kierunek rozwoju spółki to innowacyjne technologie, obejmujące produkcję części i montaż statków powietrznych. Firma jest zaangażowana w projekt INNOLOT, koordynowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, który skupia się na takich obszarach jak: środowisko projektowania 3D, zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem, technologie przyrostowe i nanokompozyty. Łączna kwota dotychczasowego dofinansowania z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju na wszystkie projekty wynosi niemal 11,93 mln USD.
Nowe kompetencje umożliwią zamianę, obecnie stosowanych konwencjonalnych metod produkcji, na bardziej wydajne, które pozwolą zredukować ilość roboczogodzin i wpłyną na obniżenie kosztów wytworzenia. Co z kolei będzie skutkować wzrostem konkurencyjności firmy na rynku producentów statków powietrznych, a tym samym wzrostem znaczenia polskiej branży lotniczej i polskiej gospodarki na rynkach międzynarodowych.
Do najważniejszych technologii rozwijanych w Polskich Zakładach Lotniczych należą projekty Innolot Amphora i FSW – zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem.
Innolot Amphora
Projekt dotyczy tzw. technologii przyrostowych czyli drukowania części metalowych lub specjalnych powłok. Metoda ta jest zupełnym „novum” w świecie techniki i wiele branż przygotowuje się do jej wdrożenia. W przyszłości może ona wyeliminować tradycyjną, będącą przeciwieństwem drukowania – obróbkę ubytkową, realizowaną poprzez skrawanie, frezowanie, toczenie i plastyczne kształtowanie części.
Wdrożenie technologii przyrostowych da możliwość drukowania elementów struktury
o znacznym skomplikowaniu geometrycznym zamiast dotychczasowychj form produkcji, jak obróbka skrawaniem czy toczenie. W przyszłości dzięki wdrożeniu technologii drukowania elementów metalowych będzie możliwe np. wydrukowanie części zamiennych na miejscu
u klienta – zamiast tradycyjnej produkcji. Metoda pozwala uzyskać części zamienne szybciej, taniej i co ważne, tej samej jakości.
Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW – Friction Stir Welding)
Firmy z sektora lotniczego poszukują nowych metod łączenia elementów struktur lotniczych w procesie wytwarzania statku powietrznego. PZL Mielec rozwija technologię zgrzewania tarciowego z przemieszaniem w łączeniu cienkościennych metalowych struktur lotniczych jako metodę alternatywną do obecnie stosowanych przez firmę.
PZL Mielec i Sikorsky Aircraft Corporation wyznaczyły charakterystyczne kryteria, które muszą spełnić nowe metody łączenia zaawansowanych metalowych struktur lotniczych. Grupę tych technologii nazwano FFA – Fasteners Free Aerostructures, czyli metody bezłącznikowe. Technologie te mają się charakteryzować zapewnieniem dostatecznej lub wyższej wytrzymałości połączenia, zmniejszeniem masy konstrukcji oraz obniżeniem pracochłonności i kosztów, a ich wdrożenie ma skutkować wzrostem konkurencyjności na rynku producentów samolotów i śmigłowców średniej wielkości o ciężarze startowym do 10 ton oraz pozwolić poszerzyć ofertę kooperacji dla obecnych i nowych projektów z pozostałymi firmami z rynku producentów statków powietrznych.
Teraźniejszość…
Produkcja zaawansowanych metalowych konstrukcji lotniczych wymaga obecnie zastosowania wielu technik, polski przemysł lotniczy wykorzystuje głównie konwencjonalne technologie łączenia tych struktur tj. klejenie, nitowanie, spawanie i zgrzewanie oporowe. Technologie te charakteryzują się wysokim nakładem pracy ręcznej, wymagają wykorzystania wielu urządzeń oraz zastosowania specjalnych procesów i dodatkowych materiałów (kleje, nity, druty spawalnicze, gazy ochronne). Ponadto, ze względu na złożoność, proces montażu jest podatny na błędy, w tym wady trudno-wykrywalne, które podnoszą koszty wytwarzania elementów konstrukcji płatowców. Wady te skutkują zmianą charakteru pracy obciążonego złącza, co w konsekwencji może doprowadzić do uszkodzenia połączonych elementów, a nawet katastrofy statku powietrznego. Naprawa błędnie wykonanych otworów pod łączniki jest pracochłonna i skomplikowana. Wymaga wysokich umiejętności od monterów lotniczych, jak również dodatkowych obliczeń wytrzymałościowych. Poza wysokimi kosztami powoduje również przestoje i opóźnienia w produkcji statku powietrznego.
Technologia FSW
Technologia zgrzewania tarciowego z przemieszaniem została opracowana i opatentowana w 1991 r. przez brytyjski Instytut Spawalnictwa (The Welding Institute – TWI Ltd). W 1995 r. nastąpiła pierwsza implementacja tej metody w amerykańskim przemyśle lotniczym. W krótkim czasie zaczęły ją stosować takie firmy jak: NASA, Boeing Company, Eclipse Aerospace czy Lockheed Martin Space Systems.
Zasada procesu FSW jest bardzo prosta: obracające się narzędzie z trzpieniem, o średnicy mniejszej niż średnica kołnierza jest wgłębiane w materiał łączonych elementów (na linii łączenia). Ciepło generowane podczas tarcia powoduje wzrost temperatury materiału w strefie działania narzędzia do takiej wartości, że następuje plastyczne zmiękczenie materiału, nie powodując jego topnienia. Proces przebiega w stanie stałym z tego względu eliminowane są problemy związane z topnieniem i krzepnięciem, takie jak pękanie, naprężenia szczątkowe i odkształcenia generowane podczas konwencjonalnych metod zgrzewania oporowego i spawania. Gdy narzędzie zaczyna przemieszczać się wzdłuż linii łączenia (cały czas obracając się), materiał jest „zmuszany” do płynięcia wokół trzpienia od strony natarcia w kierunku spływu.
Zaletą tej metody jest powtarzalność i stabilność wymiarowa, możliwość łączenia wszystkich stosowanych w lotnictwie stopów aluminium oraz bardzo dobre własności mechaniczne w obszarze połączenia, aerodynamika i szczelność połączenia. Rozwiązania opracowane w ramach projektu staną się fundamentem tej technologii w zastosowaniu do produkcji elementów struktur lotniczych PZL Mielec. Jednocześnie będą punktem wyjścia do projektowania i wykonania nowoczesnych struktur lotniczych oraz zastosowania technologii FSW w innych zakładach przemysłowych nie tylko związanych z lotnictwem, ale również z przemysłem samochodowego.
Inf. i fot. PZL Mielec
