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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打印機制造商Stratasys和GE航空業(yè)務(wù)Avio Aero公布了在航空航天應(yīng)用中的全新計劃。

●Avio Aero3D打印的Catalyst發(fā)動機被空客公司選中，為無人機“Eurodrone”提供動力。

●Stratasys將發(fā)布Antero 840CN03聚合物在獵戶座飛船上使用的鑒定數(shù)據(jù)，促進由此材料制成的零部件的開發(fā)。

△Avio Aero 的3D 打印 Catalyst 發(fā)動機。圖片來自 Avio Aero。

Avio Aero 的Catalyst 發(fā)動機

空客軍用飛機負責(zé)人 Jean-Brice Dumont 解釋道：“基于卓越的性能、更低的開發(fā)風(fēng)險、更好的服務(wù)經(jīng)濟性和更高的增長潛力，Catalyst 被認(rèn)為是最佳解決方案，根據(jù)客戶的要求，Catalyst 將提供真正的歐洲解決方案，從而有助于Eurodrone作為戰(zhàn)略自主性的推動者。”同時，Avio Aero指明：“這次選擇是向前邁出的決定性一步，將確保Eurodrone計劃能夠按時、按成本并按照客戶制定的要求進行制造。”

Catalyst 是“30 多年來第一個從零開始設(shè)計的新型渦輪螺旋槳發(fā)動機”，渦輪螺旋槳發(fā)動機是驅(qū)動飛機螺旋槳旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機。該推進系統(tǒng)采用了全權(quán)限數(shù)字發(fā)動機控制（指對發(fā)動機工作進行全時全功能控制，并對其輸出推力進行全權(quán)限控制為目標(biāo)的采用數(shù)字技術(shù)的全自動綜合控制系統(tǒng)。）或“FADEC”技術(shù)，使用單個操縱桿而不是四個操縱桿，使飛行員更容易駕駛商用飛機。

GE Aviation 的渦輪螺旋槳發(fā)動機總經(jīng)理 Paul Corkery：“FADEC 知道我的飛機所處的情況，能夠自動優(yōu)化螺旋槳的螺距和燃料流量，飛行員不再需要查閱圖表通過四個獨立的操縱桿進行優(yōu)化飛行。這一切都將被數(shù)字化。飛行員將只使用一個操縱桿，這將像駕駛噴氣式飛機一樣。”

Catalyst30%的部件都是通過3D打印制造的，3D打印能將部件輕量化并進行整合。利用3D打印，GE公司還成功將渦輪螺旋槳飛機的研發(fā)時間從長達10年縮短到 2 年。這項工作大部分是在Avio Aero的布林迪西工廠制造的，該工廠擁有幾臺 DMLM 機器，這些機器由GE在2016年底收購Concept Laser的技術(shù)GE Aviation 龐大的增材技術(shù)中心提供動力。

自 2020 年向Textron Aviation交付其第一臺可飛行發(fā)動機以來，Catalyst的地面試運行時間超過了2,600小時。繼去年9月從柏林機場首次成功試飛后，該渦輪螺旋槳發(fā)動機現(xiàn)在已經(jīng)被空中客車公司選中為Eurodrone無人機提供動力。

△空客 Eurodrone 無人機的概念圖。圖片來自空中客車公司。

為Eurodrone無人機提供動力

目前由Airbus alongside Leonardo 和Dassault Aviation共同建造的Eurodrone，將成為第一款專為在非隔離空域飛行而設(shè)計的無人機。Eurodrone一旦制造完成，它將用于獲取國際邊界和大陸的情報、以及監(jiān)視和偵察（ISR）任務(wù)上。

該飛行器的長度為 16 米，翼展為 26 米，將通過空中客車公司的數(shù)字設(shè)計、制造和服務(wù) (DDMS) 系統(tǒng)建造。因此，預(yù)計無人機的部件將受益于強大的物流支持，從而縮短交貨時間、降低成本，并提高使用傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)部件的質(zhì)量。現(xiàn)在，空中客車公司已經(jīng)與 Avio Aero 簽訂了一項多年協(xié)議，幫助建造和維護120臺Catalyst發(fā)動機，Eurodrone也將受益于Avio Aero在歐洲的設(shè)備以及GE公司在意大利、德國、捷克共和國和波蘭的設(shè)施供應(yīng)和裝配的支持。

Avio Aero 首席執(zhí)行官兼總經(jīng)理 Riccardo Procacci 說：“我們很榮幸被空中客車公司選中為Eurodrone提供動力，這對歐洲航空業(yè)來說是一個巨大的里程碑，它提高了歐洲能力和主權(quán)。當(dāng)然，對于我們的 Catalyst 團隊也是如此。我們已經(jīng)在人員、資源和基礎(chǔ)設(shè)施方面進行了投資，以便立即開始執(zhí)行計劃。”

△Lockheed Martin 為獵戶座飛船3D打印的艙口蓋。圖片來自美國商業(yè)資訊，Stratasys。

Stratasys 的航空航天數(shù)據(jù)計劃

以航空創(chuàng)新為重點的計劃中，Stratasys 還宣布將發(fā)布與Lockheed Martin（洛克希德·馬丁公司）和丹佛都市州立大學(xué)(MSU Denver) 合作研究的材料資格數(shù)據(jù)。

在項目的第一階段，Stratasys Direct和Lockheed Martin通過在Fortus F900機器上用Antero 840CN03材料3D打印了超過280多個樣品，創(chuàng)建了數(shù)據(jù)集。打印后，這些測試樣本進行拉伸強度測試。經(jīng)驗證，Stratasys材料具有高質(zhì)量，并且零件具有一致的機械性能。

隨著該計劃的初步成功，團隊現(xiàn)在的目標(biāo)是評估Antero 840CN03的進一步特性，這是其能否應(yīng)用在“其他部件類型和環(huán)境”中應(yīng)用的關(guān)鍵性質(zhì)。對于MSU來說，這一舉措會成為為未來的制造業(yè)勞動力提供培訓(xùn)的一種方式，因為提供鑒定數(shù)據(jù)，可以讓學(xué)生更好地了解材料的潛力和性能。

MSU先進制造科學(xué)研究所所長 Mark Yoss 說：“與 Stratasys 和Lockheed Martin等領(lǐng)先公司的合作使我們的學(xué)生能夠做好充分準(zhǔn)備，幫助他們未來工作的航空航天公司采用最新技術(shù)。通過發(fā)布這些材料資格數(shù)據(jù)，我們可以建立更多的增材制造標(biāo)準(zhǔn)來幫助推動航空航天業(yè)的發(fā)展。"

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