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空客开始研发3D打印仿生设计的机舱隔离结构

2016-01-18 09:09
姚看江湖
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  2015年12月,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)。据了解,目前开发团队正在基于测试目的3D打印它,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来获得对于未来设计的认识。“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。”

  为了优化设计,该项目的其他参与者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打印与像Scalmalloy这样的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。

 

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