Repülés mint a természetben, csapkodó szárnnyal

A New York állambeli Ithaca-ban működó Cornell Egyetem négy hallgatója sikeres ornitoptert, azaz csapkodó szárnyakkal repülő szerkezetet alkotott a „Kreativ Gépezetek Laboratóriumában”.

A siker titka az volt, hogy nem a madarak szárnyainak csapkodását, hanem a rovarok, főként a rendkívül sokoldalúan repülni képes szitakötők dupla szárnyának mozgatását másolták le és táplálták a távkormányzáshoz is igazodó, azt koordináló gépezetecskébe.

A mindössze 3,8 gramm tömegű, négyszárnyú mikro-repülőeszközt csak 3D-s
printerrel,  háromdimenziós nyomtatószerkezettel lehetett a rendkívül könnyű műanyagok porából a kívánt formájúra alakítani.

Egyelőre csak a kis forgatómotorját viszi magával – a tápláló energiát egy, a motorjához csatlakozó pehelykönnyű, hajlékony huzalszálon kapja a földi áramforrásától. Egy másik szálacskán pedig a távvezérlés parancsait.

Egyik alkotója irányításával az egyetem aulájában a kis ornitopter már három percig is repült egyfolytában. S közben a nézők kívánsága szerint lebegett egy helyben.

A 3D-s nyomtatással azonban nemcsak pehelykönnyű, hanem többtonnás repülőszerkezetek is előállíthatók. A neves gazdasági lap, az Economist értesülése szerint az angliai Filtonban (ahol egykor a szuperszónikus Concorde brit prototípusa készült), megkezdték egy új, nagyméretű repülőgép prototípusa szárnyának a 3D-s printelését is. Persze nem egy darabban, hanem alkatrészenként.

Elsősorban a könnyű, szilárd, de igen drága titánból készíthető lézersugaras 3D nyomtatással nagyon bonyolult alakú részegység is. A hagyományos marással, faragással, fúrással a drága anyag nagy része forgácsként  kárba vész. (Később  a szériagyártáskor ezek a darabok már a klasszikus, de megfelelően anyagtakarékos, jóval gyorsabb  tömeggyártási technológiával készülnek.)

Új 3D-s printeszközként pedig már kialakítottak egy a cukrászok habcsíknyomójához hasonló, de melegíthető szerkezetet is, amellyel egy-egy már készre printelt alkatrész kis hiányait lehet utólag anyagkrémmel feltölteni. Sokkal gyorsabban, mintha az egészet ismét, de már új alakúra, ám lassan és drágán printelnék ki.

Az új technológia segítheti a jövő új kategóriás repülőgépeinek gyorsan kialakítását is. A nagy gyártók (Boeing, Airbus, Embraer) számításai szerint a következő húsz évben a jelenleginek legalább másfélszeresére nő az utasszállítók száma. Főleg a rossz felszíni közlekedési területeken, szigetvilágokban, ritkán lakott, erdős, hegyes régiókban lesz elsődleges a légiközlekedés.

És miközben a jelenlegi géppark is folyamatosan cserére kerül, sokféle új repülőeszközt kell konstruálni, új igények szerint – például szigetek közötti rövid távú, de nagy befogadóképességű „repülő kompokat” kell majd építeni.

A légiflottaváltás igényei azonban most már a 3D-s printeléshez és a csapkodó-lebegő csodagépekhez hasonló technikákat feltételeznek, gyártásban és tervezésben egyaránt. Olyan technikákat, amelyek ma még rendkívüliek. A Cornell laboratóriumában zajló próbálkozások azért ígéretesek, mert két ilyen forradalmi újdonságot próbálnak összehozni, a modern csapkodó szárnyat és a 3D-s printeléses gyártást.

Gondoljunk bele, mennyire merész újításnak látszott még tíz éve is, hogy egy nagy utasszállító törzse műanyagból készüljön, autoklávokban „egybesütve”. Ahogy a most forgalomba álló Boeing 787-esek készülnek.