像搭乐高一样搭建机舱结构,任性还是韧性?

“之前有象搭积木一样的制造出世界首辆3D打印超级跑车Blade的极客Kevin Czinger通过3D打印模块化的铝制和碳纤维组件将跑车车身在车库里组装出来。不但汽车性能提升,而且更加环保。这很容易引发联想,通过模块化的结构件搭建飞机结构呢?”

 within_1

事实上,这并非异想天开。航空巨子空客与CAD软件大咖欧特克已经证明这是可行的。空客与欧特克的The Living设计工作室合作,为空客A320飞机开发了一个大尺寸的“仿生”机舱隔离结构。该结构名称为Scalmalloy,是通过新型超强、轻质合金材料使用直接金属激光烧结成型技术3D打印而成的。

within_2

来源:autodesk

这一切不止步于试验阶段,该机舱Scalmalloy结构将在2016年进行测试,计划安装在每一架新的空客A320上,用于分隔客舱后部的食品准备区域。机舱的亮点在于仿生结构,不仅更轻,而且更强。比原来的结构轻55磅,由于重量减轻效率,这将带来高达96000吨的二氧化碳排放量的减少。而如果未来将该结构扩展到整个机舱,其节约将更为惊人,相当于每年减少465,000吨的二氧化碳排放量,好比陆地上减少了96,000辆汽车对大气的污染。

Scalmalloy创新型的设计再一次将人们看待3D打印的作用提高到如何提高整体效能的高度,而不再局限于原型和单独的性价比比较。其中欧特克的The Living设计工作室发挥了重要的作用。项目的开发目标是为了减轻30%的重量,Generative Design-创成式设计是项目成功的关键,欧特克有着非常明确的目标和约束。该机舱结构只能通过四个点连接到机身上。而且为了满足应急措施,还需要把一个分区中的一部分可以随之被拆掉,使得一个担架可以进入柜中。

欧特克结合了生物学仿生结构的设计使得最终的结果减轻了百分之45,这塑造了一个新的机舱设计先例。下一步,将尝试将该结构用于到整个机舱。

within_5

来源:autodesk

Scalmalloy生物的结构灵感来源于细胞结构,欧特克通过自定义的算法,使得该结构特别适合于高强度,低重量要求的航空零件。结构模块像网络一样连接起来,可最大限度地减少材料的使用。更甚的是,这样的结构已经被设计成高韧性的方式,一个或多个节点断裂的时候,并不影响整个网络的稳固性。该隔离结构共需要122个3D打印部件,分七个不同的批次打印完成。

within_6

来源:autodesk

除了神奇的结构,另外一个神秘点在于Scalmalloy的材料,其材料中含有钪稀土成份,使得给了Scalmalloy具有更好的力量表现。空客目前的测试发现,Scalmalloy具有非常高的强度,它的抗破裂性能比任何其他现有的合金都好,其抗拉伸性能亦是十分出色。

创成式设计,材料解决方案正依托3D打印技术将航空制造业推向一个全新的领域和高度。我们完全有理由相信,未来更美好!

 

分享:

你可能也喜欢...