3D打印仿生機(jī)艙隔離結(jié)構(gòu)最新成果展示
發(fā)布時(shí)間：
2023-01-11 12:43
空中客車(Airbus)與設(shè)計(jì)軟件公司歐特克(Autodesk)多年來(lái)共同致力于推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，追求創(chuàng)新和更加可持續(xù)的世界，雙方合作應(yīng)用創(chuàng)成式設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)飛機(jī)制造中的復(fù)雜工程問(wèn)題與挑戰(zhàn)。
近日，空客在歐特克大學(xué)(Autodesk University)揭示了雙方在創(chuàng)成式設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域取得的進(jìn)展，并且透露了雙方此前合作開(kāi)發(fā)的3D打印仿生機(jī)艙隔離結(jié)構(gòu)最新成果。
以更經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)
空客正在開(kāi)展的一部分工作是重新構(gòu)想飛機(jī)的多個(gè)結(jié)構(gòu)部件， 應(yīng)用歐特克的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)來(lái)開(kāi)發(fā)超越性能與安全標(biāo)準(zhǔn)的輕量化飛機(jī)零部件。零部件的每一次減重都意味著飛機(jī)燃油消耗量的下降，因此，通過(guò)創(chuàng)成式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)輕量化零部件創(chuàng)新也意味著減少航空旅行對(duì)環(huán)境的不利影響。除了飛機(jī)零部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化，空客也在尋找優(yōu)化制造流程與制造空間的方式。
早在2015年，空中客車(Airbus)就推出了首個(gè)通過(guò)創(chuàng)成式設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的輕量化零部件，即3D打印業(yè)界所熟知的輕量化仿生機(jī)艙隔離結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是采用高強(qiáng)度輕質(zhì)鋁合金材料與粉末床激光熔化3D打印技術(shù)制造的，用于空客A320機(jī)艙中，起到分隔客艙與后部食品準(zhǔn)備區(qū)的作用。
空客工作人員測(cè)試3D隔離結(jié)構(gòu)放置位置。來(lái)源：Autodesk
在最初仿生機(jī)艙隔離結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，空客希望在同等強(qiáng)度的情況下，比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)重量減輕45%。當(dāng)時(shí)，空客預(yù)計(jì)如果該結(jié)構(gòu)在其未完成的A320飛機(jī)訂單中應(yīng)用安裝，每年將減少50萬(wàn)噸的二氧化碳排放量。
空客表示，最初的目標(biāo)是通過(guò)金屬3D打印技術(shù)與輕質(zhì)金屬材料制造這一仿生隔離結(jié)構(gòu)，但是由于制造市場(chǎng)和材料要求方面的一系列可變因素，空客認(rèn)為需要使用替代性的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)成式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的制造，而與此同時(shí)，歐特克的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)技術(shù)也更加成熟，現(xiàn)在能夠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)階段針對(duì)多種先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，空客尋找到的新制造解決方案為3D打印與鑄造相結(jié)合的技術(shù)?？湛屯ㄟ^(guò)創(chuàng)成式設(shè)計(jì)軟件來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)艙隔離結(jié)構(gòu)的3D打印塑料模具，然后通過(guò)此模具鑄造合金材料?？湛捅硎?，新一代仿生隔離結(jié)構(gòu)與上一代金屬產(chǎn)品一樣堅(jiān)固、輕巧，并且能夠更經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行大規(guī)模制造。
目前新一代設(shè)計(jì)的原型已經(jīng)投入生產(chǎn)，空客希望在2019年底之前完成。一直與歐特克合作的空客設(shè)計(jì)師提到，這項(xiàng)工藝和技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到能夠以更低的成本制造多個(gè)單元的階段。
3D打印創(chuàng)成式設(shè)計(jì)的VTP部件。來(lái)源：Autodesk
除了以上已進(jìn)入生產(chǎn)階段的仿生隔離結(jié)構(gòu)，空客還在利用創(chuàng)成式設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)探索更多的飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件的重構(gòu)方式，包括重新設(shè)計(jì)A320飛機(jī)的垂直尾翼(VTP)前緣。飛機(jī)VTP(或垂直穩(wěn)定器)作用是提供方向穩(wěn)定性，并減少由左右移動(dòng)引起的空氣動(dòng)力學(xué)效率低下的現(xiàn)象。創(chuàng)成式設(shè)計(jì)軟件能夠提供數(shù)百種VTP 設(shè)計(jì)方案供空客進(jìn)行評(píng)估，這些設(shè)計(jì)方案都是滿足剛度、穩(wěn)定性和質(zhì)量要求的。
在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件創(chuàng)成式設(shè)計(jì)中取得的積極進(jìn)展，為空客在更多業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用該技術(shù)提供了動(dòng)力。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，空客已開(kāi)始思考如何將創(chuàng)成式設(shè)計(jì)應(yīng)用到建造、布局與工作流程中。(來(lái)源：3D科學(xué)谷)
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