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3D打印仿生设计的机舱隔离结构

发布时间:2017-04-05浏览次数:
    空中客车公司披露了其正在为其空客A320飞机设计全新的3D打印机舱隔离结构,该结构是空客公司与欧特克的The Living工作室共同开发,并使用了空客子公司APWorks开发的一种高科技合金Scalmalloy。整个3D打印的机舱隔离结构比之前要轻45%30公斤)。目前开发团队正在基于测试目的应用3D打印制作它,以便于空客工作对这个巨大的3D打印结构背后的东西有更加深入的了解。

由于跟以前的设计相比减少了很多的材料、重量和体积,该3D打印结构意味着更低的燃料消耗,也就是更少的成本支出。空客公司称,如果当前的每架A320飞机上都使用该3D打印机舱隔离结构,那么该公司每年将节省高达46.5万吨的二氧化碳排放。

为了创造出尽可能地耐用和轻量化的设计,该项目团队寻求从自然界获取灵感。为此,仿生学就成了制造该3D打印组件。据了解,该隔离结构的设计是通过一种定制算法生成的,这种算法主要模拟细胞结构和骨骼生长。除此之外,空客也在通过模拟睡莲的超强结构以探索如何节省飞机重量,以及从鱼的下颚中寻找灵感来改进扭转弹簧的设计。

空客公司甚至还对此建立了仿生网络,将3D打印专家与世界各地的仿生结构连接起来。该公司希望通过整合整个网络的研究力量获得对未来设计的认识。“我们并不是简单地复制自然。”空客公司负责新兴技术和概念的Peter Sander解释说:“成功的仿生取决于对天然材料的深刻理解,并在工业世界中找到应用这些知识的方式。”

为了优化该设计,该项目的其他参与者也同样保持着对于自然世界的密切关注。“最终的设计是我们运行了10,000个设计选项后获得的结果。”The Living公司的一位负责人David Benjamin说:“要做到这一点,需要大量的运算,只有使用新型的计算机才能够完成。”

“我们不仅仅是通过计算机来测试基于生物学的设计,从而来创建出独特的形式。我们还正在使用各种技术去做五年前根本做不到的事情。”Benjamin补充说:“这个项目吸纳了很多当前可行的想法,并能够帮助我们解决一个紧迫的问题。

然而,这个项目的突破性意义并不仅仅止于对骨头和鱼的研究。空客公司和欧特克还使用了一种特殊的合金Scalmalloy来创建3D打印的隔离结构。据称,这种合金材料是专门为3D打印设计的,可以承受强大应力和拉伸而不断裂。而且这个3D打印的分隔结构也是在飞机上使用的第一种Scalmalloy合金组件。“金属3D打印与这种新材料的结合能够极大地扩展当前部件的制造可能性。”APWorks公司总经理Joachim Zettler称:“在仿生领域里,Scalmalloy证明了它在航空航天方面的应用前景。”

目前,该3D打印的仿生隔离结构正在进行16G碰撞测试,这是它要通过认证并且装入空客A320飞机机队所要经历的必要环节。预计在2016年的某个时点,该组件将会装在空客A320上进行试飞。