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Boom超音速推出了XB-1飞机,采用VELO3D添加剂制造的发动机部件

航空公司繁荣的超音速首次推出其XB-1飞机,具有由3D打印机生产商创建的许多添加制造部件VELO3D

Boom的超音速喷射,在Colorado的Centennial的公司的机库中亮相,包括21个主要的发动机相关的3D印刷部件。根据Benny Buller,CEO和Velo3d的创始人介绍,该零件在公司的合作标志着超音速旅行的可行性,以及3D印刷部件的航空能力。

Buller表示:“由于具有挑战性的空气动力学设计,必须在耐久性和高温要求之间取得平衡,使用3D金属打印技术制造航空硬件尤其困难。”“VELO3D的技术可以生产轻型、复杂的设计,适用于最恶劣的操作条件下的关键任务应用。”

“我们与Boom的合作是金属增材制造行业的真正进步,XB-1超音速飞机是航空业的游戏规则改变者。”

Boom超音速公司的XB-1飞机

Boom Supersonic成立于2014年,其既定目标是让商业超音速航空旅行再次成为现实。该公司的XB-1原型机正在进行概念验证,展示其2.2马赫(1687英里/小时)“序曲”客机的潜力,计划在2030年投入使用。

XB-1代表了第一架自主研发的超音速飞机,它的定制复合结构包括3700多个部件,包括起落架、飞行控制驱动器和冷却系统。为了完成建造演示飞机的艰巨任务,Boom已经获得了两家老牌3D打印机制造商的帮助。

最初,Boom Supersonic与Stratasys合作,利用公司的F370和Fortus 450MC 3D打印机,开发与XB-1相关的200多个工具,原型和测试台部件。公司接下来是一份长期协议Stratasys的F900系统被用于生产Boom超音速飞行器的最终使用部件。

在与Stratasys,Boom同意新的协议之后不久开始与Velo3D合作同时,为其客机进一步开发最终使用部件。当时,VELO3D公司声称,经过优化的蓝宝石系统可以在没有支撑的情况下生产大直径零件,可以在很少或根本不需要后处理的情况下生产出增强的航空零部件。

在使用VELO3D机器进行了一系列成功的资质测试后,两家公司已经开始生产各种3D打印部件,现在这些部件都安装在Boom的XB-1原型机上。

Boom超音速公司的XB-1(见推出前两个月的照片)由3700多个部件组成。照片通过Boom超音速。
Boom Supersonic的XB-1(在推出前两个月),包括超过3700份。照片通过Boom超音速。

VELO3D的超音速3D打印组件

利用VELO3D的蓝宝石系统,Boom已经能够为原型机3D打印21个结构、引擎和环境控制组件,其中一些墙壁薄至0.02英寸。由于许多XB-1的3D打印部件都与空气通道有关,包括叶片、管道和百叶窗,它们需要狭窄和复杂,同时具有高水平的抗拉强度。

飞机的气动部件的几何设计包括高、薄壁和高纵横比,这些很难用焊接和铸造等传统工艺制造。同时,VELO3D专有的免支持性打印工艺,使设计自由度和质量控制的高度。

因此,Boom能够实现其对飞机的设想,而无需考虑设计上的任何限制,如支撑。与Boom的设计工程师密切合作的VELO3D公司的Gene Miller强调,XB-1的部件使用传统的生产技术是不可能实现的。

“热潮专门为他们的小型飞机设计了所有这些零件,”米勒解释道。“他们为引导流量创建的独特类型的几何形状,重点节省了重量,不能用钣金或铸造或任何其他方式来完成。为了获得复杂的设计和重量减轻的好处,唯一的选择是用金属am做它。“

“超音速飞行会带来许多不同的现象和压力,这在传统航空旅行中是看不到的。”

Boom的许多部件也被打印出来用于飞机的关键引擎区域,包括可变旁通阀(VBV)系统的歧管、NACA管道和两个分流法兰部件。NACA管道经常用于高速飞机捕捉外部空气,并将其导入飞机冷却发动机舱内,使得这些部件在飞行过程中对飞机的安全至关重要。

最终,3D打印XB-1的零件在钛被证明是非常困难的,因为材料的加工窗口狭窄。钛具有超耐热性,但如果冷却过快,它就会变脆,容易开裂。更重要的是,虽然传统技术可以避免这个问题,但该工艺的超薄设计是不可能使用机械加工或铸造方法复制的。

Velo3D最终优化了其系统的打印参数,以减少剩余压力的数量,但米勒承认该项目已将该公司的当前技术延伸至绝对限制。

米勒总结道:“这是一个各方都在学习的过程。”“Boom设计了一个对我们来说是全新的部件系列,真正推动了重量减轻和薄壁几何形状,我们有很多需要学习的东西,比如用钛打印这些部件,以及从打印它们的物理原理中期待得到什么。”

3D打印“关键飞行”的发动机部件

近年来,许多公司已经开发出了对飞机安全至关重要的飞行关键引擎部件,一些公司甚至获得了商用飞机最终使用的认证。

霍尼韦尔航空航天例如,已经收到美国联邦航空管理局(FAA)认证其3D打印#4/5轴承外壳。该公司的飞机部件是ATF3-6涡轮机发动机的关键结构组件达索猎鹰20G海上巡逻机。

添加飞行解决方案(AFS)与3D打印机制造商Stratasys和新加坡飞机专家合作SIA工程公司(SIAEC)获得其零部件获得AS9100D认证。认证表明,AFS的组件符合有关航空,空间和国防部门的严格质量管理指南。

在其他地方,则是俄罗斯政府支持的高级研究基金会(FPI)和联邦国家统一企业(威盛)飞行测试他们的全3d打印MGTD-20涡轮发动机。通过UAV测试电机,据报道,据报道,达到了高达154公里/小时的速度。

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特色图片显示Boom超音速公司的XB-1原型机。图像通过Boom超音速。