В результаті поєднаного досвіду Frustum Inc. та металодруку 3D Systems (DMP) консоль авіаційного двигуна стала на 70% легшою, і при цьому відповідала вимогам до навантаження.

Економічне виробництво складних геометричних форм або компонентів в органічних формах обмежене для звичайних технологій виробництва. З цього часто випливає, що дизайнеру доводиться йти на компроміси за рахунок функціональності або вантажопідйомності деталі.

У наш час, коли технології адитивного виробництва (більш відома як 3D-друк) і, зокрема, 3D-друк на металі вже є життєздатною альтернативою традиційним технологіям виробництва, старі технологічні обмеження в основному зникли. Програмне забезпечення для оптимізації топології тепер здатне за один крок створювати найефективніші 3D-файли, виготовлені металевими принтерами останнього покоління.

Це зближення технологій добре ілюструється успіхом спільного проекту між програмною компанією Frustum та 3D Systems. Завданням, яке вимагає публічний дзвінок GE Aircraft, є зменшення ваги консолі, що тримає кришку літального двигуна, не втрачаючи міцності, довговічності та несучої здатності консолі.

Дизайн, оптимізований за продуктивністю

Щоб задовольнити заявку GE Aircraft, програмне забезпечення для оптимізації топології Frustum зробило перші кроки, оцінивши вагу та напруги, а також вимоги до міцності. Оптимізація топології визначає геометрію компонента з урахуванням прикладених сил. Він враховує наявний розмір корпусу, з'єднувальні деталі, навантаження на деталь та напруги, обумовлені іншими факторами (наприклад, сила тяжіння, вібрація) та максимально допустимі навантаження на матеріал.

металі
GE Original Design Spot Cloud Optimization Ідеальна деталь із металевим друком

Досвід 3D-друку

На відміну від традиційних процесів обробки з ЧПУ або лиття металів, складність моделі, створеної за допомогою оптимізації топології, не є проблемою для прямого друку на металі (DMP), оскільки вона легко обробляє навіть надзвичайно складні форми без додаткових витрат.

Для консолі літака GE програмне забезпечення Frustum базувалося на цифровій версії оригінального дизайну, файлі CAD і експортувалося в кінці покоління у файл STL, який є найпоширенішим форматом в аддитивному виробництві, і з ним можуть працювати всі Програмне забезпечення для 3D-принтера.

Під час виробничого процесу експерти 3D Systems допомогли, серед іншого, вибрати правильну сировину, оптимальну орієнтацію деталі в робочому просторі принтера та виявити потенційні ризики деформації.

Деталі, розроблені компанією Frustum та виготовлені з використанням технології аддитивного металевого друку 3D Systems, повністю відповідали всім вимогам до напруги тендеру GE Aircraft. Незважаючи на те, що загальний розмір деталі загалом не збільшився, було досягнуто вражаюче зниження ваги на 70% для переробленої деталі, виготовленої за технологією DMP.

Такий проект може викликати роздуми для автомобільних, аерокосмічних та аерокосмічних компаній, оскільки це галузі, де підтримка або розширення функціональних можливостей на додаток до втрати ваги є основною вимогою.

На додаток до конструкції та придатності компонентів, оптимізація топології при використанні у поєднанні з технологією виготовлення DMP дуже часто дає можливість для спрощення. Модулі, попередньо зібрані з декількох компонентів, можуть бути замінені більш важкими, цілісними компонентами. Разом із скороченням часу збірки це виключає цілий ряд кріплень та з'єднувачів, усуваючи помилки, які вони викликають.

І останнє, але не менш важливе, величезна перевага технології DMP - це швидкість. Якісні компоненти, виготовлені з різної сировини (титан, сталь, нікель або сплави AL), стають доступними протягом декількох тижнів після замовлення. І така швидкість може бути величезною конкурентною перевагою, яка дедалі більше стає вимогою у незліченних галузях.

kvint-r.hu