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海德航空产品与雷尼肖和NCAM合作开发新的金属AM能力

欧洲领先的航空航天工程服务提供商海德航空产品(HAP)呼吁全球工程公司的专业知识英国国家增材制造中心(NCAM),总部设在制造技术中心(MTC),为其客户提供的两架II级直升机开发3D打印门把手莱昂纳多直升机作为金属增材制造测试案例的一部分。

他最近成立了一家专门从事3D打印的子公司,海德添加剂技术HAP已经开始投资聚合物3D打印技术,这已经为公司节省了成本。现在,该公司也在寻求利用金属增材制造的好处。

“戏剧项目来了,在完美的时间为海德我们发展我们的AM能力在金属,”保罗梅勒说,技术总监HAP。“直升机门把手的工作让我们对AM设计的制造过程有了深刻的了解,这将为我们未来与莱昂纳多的讨论提供信息。”

第一个构建显示了一个混合的向前和船尾服务处理。通过NCAM的照片。
第一个构建显示了一个混合的向前和船尾服务处理。通过NCAM的照片。

戏剧节目

MTC开始进行戏剧(用于航空航天的数字可重构增材制造设施)项目,该项目的目标是使用独特的增材制造数字化学习工厂

该项目涉及为航空航天业的增材制造流程链创建一个数字双生虚拟环境,以使寻求利用该技术设计和制造高性能部件的公司的风险、成本和上市时间最小化。

试验台设施位于考文垂MTC的NCAM和斯塔福德郡Renishaw的AM解决方案中心,作为英国项目的一部分,该项目最初获得了1430万英镑的资金航空航天技术研究所(ATI)。

从那时起,该项目在NCAM建立了一个新的开放式金属粉末床设施,并为供应链公司提供支持,以帮助他们的增材制造产品和工艺开发。一个名为知识中心作为项目的一部分。

第二个版本显示了16个垂直的Forward Service Handles。通过NCAM的照片。
第二个版本显示了16个垂直的Forward Service Handles。通过NCAM的照片。

3D打印直升机组件

为了实现其转向金属增材制造的愿望,HAP确定了其客户莱昂纳多直升机公司的两种II级直升机部件作为该技术的测试案例。有问题的部件是直升机的前、后服务门把手,被选为减重计划的一部分。

在与NCAM和Renishaw合作后,HAP想要找出金属3D打印是否可以为把手的制造提供一个可行且经济的解决方案,以及如何开发一个采用金属增材制造技术的商业案例。

三家公司同意由NCAM和Renishaw的工程师提供工艺开发支持包,从工艺设计和拓扑优化研究开始。为了评估具有多种内部晶格结构的把手的性能,对当前加工的固态AlSi10Mg铝合金把手进行了基线应力分析。空心把手也进行了评估,测试表明,使用金属3D打印可以节省20%到45%的重量。

该部件的第一次建造是在雷尼肖公司的激光粉床聚变(LPBF) AM500Q 3D打印机上进行的。打印了一组垂直打印的前、后服务手柄(中空和格子结构),随后又打印了16个中空间隔的前、后服务手柄,以显示生产组件的可能生产成本。

通过三坐标测量机对打印件进行分析,发现了手柄上关于安装孔中心之间的距离的关键尺寸,并得出结论,在打印过程中,垂直制造零件不能提供足够的精度。为了解决这个问题,接下来的两个版本都是水平打印的,这被认为是保持安装孔位置精度的最佳方向。

打印手柄水平需要一些内部支持,与第一个构建使用传统的内部结构晶格,和第二个轻量级晶格给予支持仅。

作为最终戏剧业务案例支持包的一部分,NCAM的工程师与HAP合作开发了直升机手柄的业务案例模型,该模型也可以应用于其他金属3D打印部件,以支持该公司在金属增材制造领域的新投资。

第三构建显示四个3D打印水平服务把手。通过NCAM的照片。
第三构建显示四个3D打印水平服务把手。通过NCAM的照片。

推进英国航空业发展

在过去的几年里,英国已经启动了多个3D打印研究项目和合作项目,以进一步推进英国的航空航天部门。雷尼肖是这项任务的最前线,最近获得2600万英镑的资金来领导一个项目革新英国的航空制造业

该项目名为LAMDA,雷尼肖将开发一种金属3D打印机,能够批量生产更小的飞机部件,以加快和提高航空航天生产线的成本效率。

在2018年,英国创新资助由独立研究和技术机构牵头的国家航空航天增材制造项目600万英镑焊接研究所(双胞胎)。的开放式结构增材制造(OAAM)项目寻求为英国航空航天业提供大型金属3D打印组件,并参与全球航空航天业巨头空中客车公司欧特克,苏格兰工程和制造专家Glenalmond集团,英国巴斯大学曼彻斯特大学斯特拉思克莱德大学和工程咨询公司Isotek石油和天然气

在其他地方,全球工程公司GKN航空此前进行的几个增材制造研究项目在航空航天领域,由ATI, Autodesk,西门子数字产业,谢菲尔德大学.与此同时,Intellegens,一个剑桥大学人工智能衍生品,宣布将领导一个研发项目,专注于推进航空航天部件的3D打印与航空航天制造商合作波音公司和谢菲尔德大学的AMRC

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特色的图像显示第三构建显示四个3D打印水平服务把手。通过NCAM的照片。

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