Аэрокосмическая компания Boom Supersonic впервые представила свой самолет XB-1 с многочисленными деталями аддитивного производства, созданными производителем 3D-принтеров VELO3D .

Сверхзвуковой реактивный самолет Boom, который был представлен в ангаре компании в Сентенниал, штат Колорадо, состоял из 21 компонента, в основном связанного с двигателем, напечатанного на 3D-принтере. По словам Бенни Буллера, генерального директора и основателя VELO3D, детали, произведенные в рамках сотрудничества компаний, знаменуют собой «поворотный момент» как в жизнеспособности сверхзвуковых путешествий, так и в аэрокосмических возможностях 3D-печатных деталей.

«Авиационное оборудование особенно сложно производить с помощью 3D-печати металлом из-за сложной аэродинамической конструкции, которая должна быть сбалансирована с превосходной прочностью и требованиями к высоким температурам», — сказал Буллер. «Технология VELO3D позволяет изготавливать легкие и сложные конструкции для критически важных приложений в самых тяжелых условиях эксплуатации».

«Наше партнерство с Boom — это настоящий прорыв для индустрии аддитивного производства металлов, а сверхзвуковой самолет XB-1 меняет правила игры в авиационной промышленности».

Самолет Boom Supersonic XB-1

Компания Boom Supersonic была основана в 2014 году с заявленной целью — снова сделать коммерческие сверхзвуковые воздушные путешествия реальной перспективой. Опытный образец самолета XB-1 компании разрабатывается как экспериментальный образец, демонстрирующий потенциал авиалайнера Overture, способного развивать скорость 2,2 Маха (1687 миль в час), который планируется ввести в эксплуатацию к 2030 году.

XB-1 представляет собой первый сверхзвуковой самолет независимой разработки, а его нестандартная композитная конструкция состоит из более чем 3700 деталей, включая шасси, приводы управления полетом и системы охлаждения. Для решения колоссальной задачи по созданию своего демонстрационного самолета Boom заручился помощью двух известных производителей 3D-принтеров.

Первоначально Boom Supersonic работала со Stratasys , используя ее 3D-принтеры F370 и Fortus 450mc для разработки более 200 инструментов, прототипов и деталей испытательных стендов, связанных с XB-1. После этого компании подписали долгосрочное соглашение , выходящее за рамки приложений для создания прототипов, и увидели, что системы Stratasys F900 использовались для производства конечных деталей для сверхзвуковых аппаратов Boom.

Вскоре после заключения новой сделки со Stratasys, Boom также начал сотрудничать с VELO3D для разработки дополнительных частей конечного использования для своего пассажирского самолета. В то время VELO3D заявила, что ее системы Sapphire, оптимизированные для производства деталей большого диаметра без опор, позволят создавать улучшенные аэрокосмические компоненты с небольшой постобработкой или без нее.

После серии успешных квалификационных испытаний с использованием машин VELO3D компании приступили к производству различных деталей, напечатанных на 3D-принтере, которые теперь устанавливаются на прототип Boom XB-1.

boom supersonic rolls out xb 1 aircraft featuring velo3d additive manufactured engine parts 3d printing industry 63ef15c

XB-1 от Boom Supersonic (на фото за два месяца до выпуска) состоит из более чем 3700 деталей. Фото через Boom Supersonic.

Сверхзвуковые 3D-печатные компоненты VELO3D

Используя системы Sapphire VELO3D, компания Boom смогла напечатать в 3D-принтере в общей сложности 21 компонент конструкции, двигателя и контроля окружающей среды для своего прототипа самолета, причем стенки некоторых из них имеют толщину до 0,02 дюйма. Поскольку многие из напечатанных на 3D-принтере деталей XB-1 связаны с направлением воздуха, включая лопатки, воздуховоды и жалюзи, они должны были быть узкими и сложными, а также иметь высокий уровень прочности на разрыв.

Геометрические конструкции аэродинамических частей самолета включали высокие тонкие стенки с высокими пропорциями, которые трудно изготовить с помощью традиционных процессов, таких как сварка и литье. Между тем, запатентованный процесс печати SupportFree VELO3D обеспечивает высокую степень свободы проектирования и контроля качества.

В результате компания Boom смогла реализовать свое видение самолета без учета каких-либо ограничений конструкции, таких как опоры. Джин Миллер из VELO3D, который работал в тесном сотрудничестве с инженерами-конструкторами Boom, подчеркнул, что детали XB-1 были бы невозможны при использовании более традиционных технологий производства.

«Компания Boom разработала все эти детали специально для своего нового самолета, — пояснил Миллер. «Уникальные типы геометрии, которые они создали для направления потока, с упором на снижение веса, невозможно было реализовать с помощью листового металла, литья или каким-либо другим способом. Чтобы воспользоваться преимуществами сложной конструкции и снижения веса вместе, единственным выходом было использовать металлический AM ».

«Сверхзвуковой полет привносит ряд различных явлений и стрессов, которых обычно не наблюдается при обычном воздушном путешествии».

Ряд деталей стрелы был также напечатан для использования в жизненно важной области двигателя самолета, включая коллекторы для системы регулируемого перепускного клапана (VBV), воздуховоды NACA и две части фланца отводного клапана. Воздуховоды NACA часто используются в высокоскоростных самолетах для захвата наружного воздуха и направления его в самолет для охлаждения отсеков двигателей, что делает детали критически важными для безопасности самолета во время полета.

В конечном счете, 3D-печать деталей XB-1 из титана оказалась очень сложной задачей из-за узкого окна обработки материала. Титан очень жаропрочный, но при слишком быстром охлаждении он становится хрупким и склонным к растрескиванию. Более того, хотя традиционные методы позволяют избежать этой проблемы, ультратонкие конструкции корабля невозможно было бы воспроизвести с помощью методов механической обработки или литья.

VELO3D в конечном итоге оптимизировал параметры печати своих систем, чтобы уменьшить остаточное напряжение в детали, но Миллер признал, что проект расширил существующие технологии фирмы до абсолютного предела.

«Это был процесс обучения со всех сторон», — заключил Миллер. «Компания Boom разработала новое для нас семейство деталей, которое действительно подтолкнуло нас к уменьшению веса и геометрии тонких стенок, и нам нужно было многому научиться в том, как печатать эти компоненты из титана и чего ожидать от физики печати. их.»

3D-печать критически важных компонентов двигателя

В последние годы ряд компаний разработали критически важные для полета детали двигателей, то есть компоненты, которые имеют решающее значение для безопасности летательных аппаратов, а некоторые даже получили сертификаты для их конечного использования в коммерческих самолетах.

Например, компания Honeywell Aerospace получила сертификат Федерального авиационного управления (FAA) на свой корпус подшипника №4 / 5, напечатанный на 3D-принтере. Самолет компании является ключевым конструктивным элементом турбовентиляторного двигателя ATF3-6, установленного на морском патрульном самолете Dassault Falcon 20G.

Компания Additive Flight Solutions (AFS) работала с производителем 3D-принтеров Stratasys и сингапурским авиастроительным предприятием SIA Engineering Company (SIAEC), чтобы получить сертификат AS9100D на свои детали. Аккредитация продемонстрировала, что компоненты AFS соответствуют строгим руководящим принципам управления качеством в авиационной, космической и оборонной отраслях.

В другом месте Российский государственный фонд перспективных исследований (ФПИ) и Федеральное государственное унитарное предприятие (ВИАМ) провели летные испытания своего полностью напечатанного на 3D-принтере газотурбинного двигателя МГТД-20. Мотор был испытан на БПЛА, который, как сообщается, смог развить скорость до 154 км / ч.

Чтобы быть в курсе последних новостей о 3D-печати, не забудьте подписаться на информационный бюллетень индустрии 3D-печати, подписаться на нас в Twitter или поставить лайк на нашей странице в Facebook .

Вы ищете работу в индустрии аддитивного производства? Посетите раздел «Работа в 3D-печати», чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

На изображении показан прототип самолета Boom Supersonic XB-1. Изображение через Boom Supersonic.

Теги Аддитивные решения для полета Фонд перспективных исследований Бенни Буллер Бум Сверхзвуковой dassault Федеральное управление гражданской авиации Федеральное государственное унитарное предприятие Джин Миллер Honeywell Aerospace SIA Engineering Company Stratasys Velo3Dboom supersonic rolls out xb 1 aircraft featuring velo3d additive manufactured engine parts 3d printing industry 31d585a

Пол Ханафи

Пол — выпускник факультета истории и журналистики со страстью к поиску последних новостей в сфере технологий.


Источник