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Stratasys 和Avio Aero在航空航天3D打印方面取得突破

2022-03-31

3D打印机制造商Stratasys和GE航空业务Avio Aero公布了在航空航天应用中的全新计划。

●Avio Aero3D打印的Catalyst发动机被空客公司选中,为无人机“Eurodrone”提供动力。

●Stratasys将发布Antero 840CN03聚合物在猎户座飞船上使用的鉴定数据,促进由此材料制成的零部件的开发。

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△Avio Aero 的3D 打印 Catalyst 发动机。图片来自 Avio Aero。

Avio Aero 的Catalyst 发动机

空客军用飞机负责人 Jean-Brice Dumont 解释道:“基于卓越的性能、更低的开发风险、更好的服务经济性和更高的增长潜力,Catalyst 被认为是最佳解决方案,根据客户的要求,Catalyst 将提供真正的欧洲解决方案,从而有助于Eurodrone作为战略自主性的推动者。”同时,Avio Aero指明:“这次选择是向前迈出的决定性一步,将确保Eurodrone计划能够按时、按成本并按照客户制定的要求进行制造。”

Catalyst 是“30 多年来第一个从零开始设计的新型涡轮螺旋桨发动机”,涡轮螺旋桨发动机是驱动飞机螺旋桨旋转的发动机。该推进系统采用了全权限数字发动机控制(指对发动机工作进行全时全功能控制,并对其输出推力进行全权限控制为目标的采用数字技术的全自动综合控制系统。)或“FADEC”技术,使用单个操纵杆而不是四个操纵杆,使飞行员更容易驾驶商用飞机。

GE Aviation 的涡轮螺旋桨发动机总经理 Paul Corkery:“FADEC 知道我的飞机所处的情况,能够自动优化螺旋桨的螺距和燃料流量,飞行员不再需要查阅图表通过四个独立的操纵杆进行优化飞行。这一切都将被数字化。飞行员将只使用一个操纵杆,这将像驾驶喷气式飞机一样。”

Catalyst30%的部件都是通过3D打印制造的,3D打印能将部件轻量化并进行整合。利用3D打印,GE公司还成功将涡轮螺旋桨飞机的研发时间从长达10年缩短到 2 年。这项工作大部分是在Avio Aero的布林迪西工厂制造的,该工厂拥有几台 DMLM 机器,这些机器由GE在2016年底收购Concept Laser的技术GE Aviation 庞大的增材技术中心提供动力。

自 2020 年向Textron Aviation交付其第一台可飞行发动机以来,Catalyst的地面试运行时间超过了2,600小时。继去年9月从柏林机场首次成功试飞后,该涡轮螺旋桨发动机现在已经被空中客车公司选中为Eurodrone无人机提供动力。

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△空客 Eurodrone 无人机的概念图。图片来自空中客车公司。

为Eurodrone无人机提供动力

目前由Airbus alongside Leonardo 和Dassault Aviation共同建造的Eurodrone,将成为第一款专为在非隔离空域飞行而设计的无人机。Eurodrone一旦制造完成,它将用于获取国际边界和大陆的情报、以及监视和侦察(ISR)任务上。

该飞行器的长度为 16 米,翼展为 26 米,将通过空中客车公司的数字设计、制造和服务 (DDMS) 系统建造。因此,预计无人机的部件将受益于强大的物流支持,从而缩短交货时间、降低成本,并提高使用传统技术生产部件的质量。现在,空中客车公司已经与 Avio Aero 签订了一项多年协议,帮助建造和维护120台Catalyst发动机,Eurodrone也将受益于Avio Aero在欧洲的设备以及GE公司在意大利、德国、捷克共和国和波兰的设施供应和装配的支持。

Avio Aero 首席执行官兼总经理 Riccardo Procacci 说:“我们很荣幸被空中客车公司选中为Eurodrone提供动力,这对欧洲航空业来说是一个巨大的里程碑,它提高了欧洲能力和主权。当然,对于我们的 Catalyst 团队也是如此。我们已经在人员、资源和基础设施方面进行了投资,以便立即开始执行计划。”

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△Lockheed Martin 为猎户座飞船3D打印的舱口盖。图片来自美国商业资讯,Stratasys。

Stratasys 的航空航天数据计划  

以航空创新为重点的计划中,Stratasys 还宣布将发布与Lockheed Martin(洛克希德·马丁公司)和丹佛都市州立大学(MSU Denver) 合作研究的材料资格数据。

在项目的第一阶段,Stratasys Direct和Lockheed Martin通过在Fortus F900机器上用Antero 840CN03材料3D打印了超过280多个样品,创建了数据集。打印后,这些测试样本进行拉伸强度测试。经验证,Stratasys材料具有高质量,并且零件具有一致的机械性能。

随着该计划的初步成功,团队现在的目标是评估Antero 840CN03的进一步特性,这是其能否应用在“其他部件类型和环境”中应用的关键性质。对于MSU来说,这一举措会成为为未来的制造业劳动力提供培训的一种方式,因为提供鉴定数据,可以让学生更好地了解材料的潜力和性能。

MSU先进制造科学研究所所长 Mark Yoss 说:“与 Stratasys 和Lockheed Martin等领先公司的合作使我们的学生能够做好充分准备,帮助他们未来工作的航空航天公司采用最新技术。通过发布这些材料资格数据,我们可以建立更多的增材制造标准来帮助推动航空航天业的发展。"

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