空客、捕食者无人机和多材料3D打印技术



Airbus Concept Plane with 3D Printed 'Sun Roof'

本周,福布斯 网站上有一篇很棒的关于3D打印技术的文章,已经在各大社会媒体中流传开来。该文章探索了应用于飞机的全尺寸3D打印技术进展,并为某款正在设计阶段的空客客机提出一种“概念机身”。

我对 EADS (空客的母公司)的产品关注已久,看上去他们在把3D打印技术应用于飞机和防御体系产品的制造方面有着极大进展——尤其是在3D打印机翼、无人驾驶飞行器(UAV)甚至新型防弹衣(!)的发展方面,其中后者的基础是复杂的3D打印几何结构,工作原理如同肌肉,在遇到某个方向的击打后会收缩变得更加紧实。

这其中最有趣的是他们在最终产品系统或部件上3D打印技术的创新应用,正是在这里,3D打印技术在航空航天领域上的优势才最为显著。



机翼——类似于鸟翼的内部结构

让我们以机翼举例。告诉那些最近没有温习过鸟的解剖图的人,鸟的翅膀跟机翼(见上图)非常相似:为适应飞行它是中空的——但中间充满交叉的支架或桁架,在把整体重量保持在最小的同时加强了结构强度。但模仿鸟骨几何结构需要很多人造组装部件和大量的细节元件——这些都会增加最终机翼结构的重量。

拥有波音737翼展的“Eitan”UAV——3D打印技术能在更小的平台上实现同样的性能吗?

C我们能再往远处想想吗?想象一下如果我们可以制造那一架3D打印无人机——但这次是利用多材料3D打印机——例如是 Objet Connex 系统.的。这就可以通过利用不同的多材料强度梯度更好地优化负载分布——都在这个无缝结构内。你可能已经见过以下这张图片了——它来自我们最近的教育博客 '3D打印材料分布' (蒙Payne和Michalatos提供),它把这种概念进行了更细致的分析。从上文看一下透明材料内部的白色材料如何协助支持负载分布的——而白色和透明材料是同时3D打印在一起的,是相互连接的同一块。
我们在开始提到的福布斯的文章也提供了一些Objet Connex的良好例证——但是通过引证以上的模型概念,未来的飞机制造商可以制造单独的机翼或机身,使它们“想强就强,要轻则轻”。
谈到飞机,以下图片中的3D打印飞机原型长仅有25厘米,由Objet Connex 500多材料3D打印机 制造。
飞机的主要部分(机身,引擎,螺旋桨叶片等)是通过把刚性黑色和刚性白色材料的混合物同各种灰色“数字材料”媒介物一起喷出形成,而后者是由选择性黑白材料混合物组成。除了透明的窗户和螺旋桨轴帽(分别打印之后粘到相应位置)之外,这部模型就没有组装的部分了。
也许不久以后,我们就可以迎来金属和多材料结合的3D打印技术共同制造飞机的全新时代,届时,有着“天窗”概念的空客乃至一个全新系列的高级超强功能微型无人机都将实现。无论是哪种飞机,未来每一分钟都在变得更加激动人心!



利用刚性透明和刚性白色材料制成的桁架支撑物——由Objet Connex的“单一生产步骤”3D打印而成

这篇博客同时也: 英语, 法语, 日语, 韩语, 葡萄牙语(巴西)

发表评论

*