Uçak Flaps'in Prototip Geliştirmesinde 3d Baskı Kullanımı

3D baskı, ekin üretimi olarak da bilinen, havacılık endüstrisinde prototip geliştirmeyi temel olarak değiştirdi, uçak çırpıcı prototiplerinde duran 3D baskının rolünü araştırıyor, avantajları, malzemeleri, süreçleri, test protokolleri ve gelecekteki görünümü.

3D Printing in Aerospace

Havacılık sektörü, haftalarca, prototip geliştirme için, bu kısıtlamalar özellikle de pahalı şarj sistemleri, döküm ve montaj gibi geleneksel üretim yöntemleri, haftalar yerine işlevsel prototipler üretebilmelerini gerektirir.

Multi 3D baskı teknolojileri, havacılık uygulamaları buldular. F used Deposition Modeling (FDM) ve Multi Jet Fusion (MJF), ULTEMTM veya PEEK gibi termoplastikleri kullanarak sık sık sık kullanılan alüminyum parçaları sunar. Stereolithography (SLA) ve Elektron Beam için yüksek çözünürlük sunar.

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden bir rapora göre, katkı üretimi, basılı parçalar için 50-70 oranında prototip parçaları için liderlik süresini azaltmaktadır. NASA, roket motoru bileşenleri için 3D baskı kullandı ve şimdi üretim ortamları için kullanımını değerlendiriyor.

Uçak için 3D Baskının Avantajları Flaps

Uçak çırpıları, kanatların arka kenarlarından düşük hızlarda asansöre yükseltmek için yüksek performanslı cihazlardır.Doğru şekilleri ve hafif inşaat devam ederken önemli aerodinamik yüklere katılmalıdır. 3D baskı bu bileşenleri prototyping için farklı avantajlar sunar.

Bunların ötesinde, 3D baskı işlemi sırasında sensörlerin entegrasyonuna olanak sağlar. Mühendisler doğrudan rüzgar tünel testleri sırasında gerçek zamanlı performansı izlemek için bir çırp prototipe bağlanırlar. Bu yetenek, post-prodüksiyon sensörü ekinden daha zengin veriler sağlar ve araçlama süresini azaltır.

Uygulama Geliştirme Uçakları Flaps

Yeni bir uçak çırpı için gelişim döngüsü genellikle hesaplamalı akışkan dinamikleri (CFD) simülasyonları, rüzgar tünel testleri, yapısal geçerlilik ve uçuş testleri ile kavramsal tasarımdan devam eder. 3D baskı bu aşamaların her birinde kritik bir rol oynar.

Kavramsal ve Önli Tasarım

Erken tasarım sırasında, mühendisler, post-processing azaltıcı küçük ölçekli veya kısmi bölüm çırpıcıları tek bir baskı çalışmasıyla değerlendirmek için yazdırabilirler, bu parçalar tam güç gerektirmez, ancak dış konduyu doğru şekilde temsil etmelidir. Advanced SLA veya PolyJet yazıcıları, post-processing azaltan düz yüzeyler sunar. Beş tasarım çeşidinin bir setinde tek bir baskı çalıştırılabilir, karşılaştırmalı testlere izin verebilir.

Rüzgar Tüneli Prototipler

Rüzgar tünel modelleri güvenilir aerodinamik veriler üretmek için kesin geometri ve yüzey bitirmek gerektirir. Metal 3D baskı alüminyum veya titanyum kullanarak prototipleri son üretim parçaların sertlik ve ağırlık dağılımını azaltır. Araştırmacılar, baskı versiyonları ile hızlanabilir parametreleri kolayca ayarlayabilirler. Örneğin, Boeing rüzgar tünel testlerini kullanarak, tasarım test döngüsünü altı aydan altı haftaya kadar azaltır.

Yapısal ve Fatigue Testi

Mekanik performansı doğrulamak için, fütürü statik yük testleri ve yorgunluk bisikletine geçmelidir. 3D-printed prototipleri yüksek performanslı termoplastikleri kullanarak (örneğin, PPSU veya PEEK, karbon fiber takviye ile) sonlu modeller ve pahalı üretim araçlarına uymadan önce tasarıma yardımcı olabilir.

Bütünleşme ve Fit Checks

Eleştirel bir adım, fıstıkların kanatla doğru bir şekilde uyum sağlamasını, aksiyoncular ve izleme mekanizmalarının 3D-printed full-scale f bölümlerinin montaj takımlarının tespit edilmesine, hareket etme güçlerini ve uyum sağlamalarına izin verdiğini doğrulamaktadır. Potansiyel müdahale sorunları erken belirlenir, kurtarma gerileme maliyetleri. Airbus SLA-printed prototiplerini ilk kez kullanarak rapor etti, montaj süresini% 60 azalttı.

3D-Yazan Flap Prototipler için Malzemeler

Malzeme seçimi, prototipin gerekli gücü, sıcaklık direnci ve yüzey sonuna bağlıdır. Common Malzemeler şunları içerir:

Malzeme kullanılabilirliği ve sertifikasyon önemli hususlardır. Uçuş-kırık prototipleri için, malzemeler yeni malzemelere ve izlenebilirlik sağlamalıdır. FAA ve EASA gibi kuruluşlar, istatistiksel işlem kontrolü yoluyla doğrulanan tutarlı malzeme özellikleri gerektirir.TheASIFLT:0NIST Katkı Manufacturing Materials Database).

Tasarım Flexability and Optimizasyon

3D baskının en güçlü yönlerinden biri, yük yükleme gereksinimlerine rağmen kilo azaltan optimize edilmiş tasarımları yaratmaktır. Flap yapıları değişken değer lattices, kalın strutların yakın noktaları ve daha hafif translar doldurulması, temelin doldurulması. Generative tasarım algoritmaları, blokaj gereksinimlerine uygun olarak organik şekiller üretebilir.

Topoloji optimizasyonu da fsiyonlara uygulanır. Geleneksel bir fıstık ve spars ile bir deri kullanabilir. katkı maddeleri ile mühendisler, deriyi, kaburgaları ve eylemci ek özelliklerini entegre eden tek parçalı bir yapı tasarlayabilirler.Bu konsolidasyon, bir CAD modeli ve baskı olmadan baskılanır. Örneğin, taşıyıcıları ve potansiyel sızıntı yollarını ortadan kaldırırlar. Örneğin, 12 parçadan oluşan bir kanat çırpıcısı, 12 parçadan oluşan tek bir bileşen olarak yazdırılabilir ve ağırlığı azaltır.

Kablo veya hidrolik hatları için iç kanallar doğrudan fıtrafik yapısına inşa edilebilir. Bu yetenek, "konformal üretim" olarak bilinen dış konduitten kaçınır ve ağırlık verir.Fıslar genellikle ev anti-ice ısıtma elemanları veya sensör kablosu, bu kanalları basitleştirme.

3D-Yazan Flap Prototiplerinin Test ve Geçerliliği

Thorough testi, 3D-printed prototiplerin nihai üretim parçalarının davranışını doğru şekilde temsil etmesini sağlamak için gereklidir.Test tipik olarak şunları içerir:

[FONT:0]FAA'nın hava değeri sertifikasyon süreci[DÜT:1) sadece gerçek uçaklarda kullanılan prototipler için güncellenmektedir, ancak basılı bir kısım uçuş için geçerlidir, malzeme izlenebilirliği, süreç kontrolü ve imha edici bir değerlendirmeyi içeren bir yeterlilik planı takip etmelidir (örneğin, CT tarama).

Uçak Flaps için 3D Baskıdaki Zorluklar

Birçok avantajına rağmen, 3D baskısı, büyük ticari uçaklar için baskı yapmak zorunda kalıyor, karmaşıklık eklemek zorunda kalıyor. Çoğu endüstriyel yazıcılar BigRep ve Titomic gibi şirketlerden gelen zarflar, büyük ticari uçaklar için sınırlıyor.

Yüzey bitirmek başka bir endişedir. yerleşik katmanlar kaba olabilir, rüzgar tünel testlerinde aerodinamik performansı etkileyebilir.Speking, kimyasal düzleme veya işleme gerekli olabilir. DMLS'den metal parçalar genellikle destek kaldırması ve sık sık sık sık sık sık sık kritik alanlarda yüzey değirmenine ihtiyaç duyar.Bu adımlar geleneksel araçlamadan daha düşük kalır.

Anisotropy – farklı yönlerde farklı mekanik güçlülere sahip olmanın özelliği – 3D baskılı parçalar için.FDM için, Interkatlı tahviller zayıftır, bu yüzden XY uçaktaki parçalar XY düzleminde en güçlüdür. mühendisler, MJ'in birincil yük yolu ile katmanı ayarlamaya yönlendirmelidir.

Malzeme sertifikasyonu uçuş hazır parçaları için zorlu kalır. Her yazıcı ve malzeme grubu, geniş dokümantasyon gerektiren farklı özellikleri üretebilir. prototipden üretim bölümü için yol bu nedenle güvenlik-kırık bileşenler için daha uzundur. Bununla birlikte, GE Aviation gibi şirketler başarıyla sertifikalı 3D baskılı yakıt nozulları, kanıtlanabilir.

Future Perspektifleri

Sözcü üretim teknolojileri olgun olarak, fıstık geliştirmedeki rolleri genişleyecek. Anahtar eğilimleri şunları içerir:

[FONTA'nın Gelişmiş Kompozitleri Projesi), kanat yapıları dahil yüksek seviyeli kompozit üretim için yüksek performanslı bir katkıyı araştırıyor. Hedef, otomatik süreçleri kullanarak bir kanat yapısının% 60'ını üretmek, 3D baskı ile karmaşık temel geometriler oluşturmak için önemli bir rol oynayabilir.For fsiyonlar için, bu geleneksel bağlanmış toplantıların yerini değiştirebilecek bir parça yapısına yol açabilir.

Sonuç olarak, 3D baskı, uçak çırpıcılarının prototip gelişimi için dönüştürücü bir araç olduğunu kanıtlamıştır. Havacılık endüstrisi, her iki prototip ve üretim parçaları için daha fazla katkı sağlama yeteneğine sahiptir ve bu araçları kucaklayan mühendislere daha verimli ve daha güvenli hale getirir.