Bionic Partition Project; Биомимикрия в 3D; Печат на фермата на задачите

project

Бастиан Шефер/Мениджър на иновациите Развиващи се технологии и концепцииAIRBUS

Ъглите са изчерпани - Airbus използва мултидисциплинарен екип в отворен иновационен проект, за да направи преградната стена на кабината на самолета по-лека и по-стабилна посредством биомимикрия, използвайки алгоритъма за зареждане на шлам. Частите се отпечатват с помощта на процеса на 3D печат. Материалът е алуминиево-магнезиево-скандиева сплав за оптимална лекота и здравина. Спестяванията на тегло са 30 кг, което има пряк ефект върху емисиите на CO2.

Какви бяха предизвикателствата на Bionic Partition Project?

Бастиан Шефер: Нашата задача беше да оптимизираме преграда на кабината - преградата - за самолетите със средна дистанция на семейството A320 от Airbus. Предишната конструкция се състои от метална рамка, която е вградена в пчелна пита и облечена с CFRP. От една страна, преградата трябва да е достатъчно стабилна, за да може да носи „пейка за седалки в кабината“, седалката, на която седят две стюардеси по време на излитане и кацане. Освен това трябва да е възможно да се премахне част от преградата или да се сгъне, за да могат хората да преминат на носилка при спешни случаи. Целта на проекта беше да използва максимално процеса на 3D печат, наречен „Производство на добавъчни слоеве“ в Airbus, за да може да внедри нови принципи на проектиране по този начин. По този начин могат да се генерират структури, които преди това не са били възможни с конвенционалните производствени методи. Нашата цел беше да намалим теглото на съществуващия дял с поне 30%. Както стоят нещата днес, постигнахме намаляване на теглото с 45%. Старият дял тежеше 65 кг, дялът Bionic тежи само 35 кг.

Намаляването на теглото оказва влияние върху емисиите на CO2?

Бастиан Шефер: С всеки спестен килограм изгаряме 106 кг по-малко керосин годишно в двигателите. Сега, след като намалихме теглото си с 30 кг, можем да спестим около 10 тона CO2 годишно чрез Bionic Partition. И това е само началото. Можем да си представим да продължим да използваме тази технология в различни области на самолетостроенето и в бъдеще.

Как точно попаднахте на този дял?

Бастиан Шефер: Архитектите на кабината на Airbus ни дадоха наистина много сложна задача. Преградната стена трябва да бъде изключително стабилна, тъй като в хода на сертифицирането трябва да премине така наречения тест от 16 g. Това е краш тест, при който се прилага товар от приблизително 3,5 тона в рамките на 0,08 секунди. Натоварванията възникват предимно от теглото на стюардесите, които седят на пейката на стюардесата, която от своя страна е прикрепена към стената. За да измислим ново, оптимизирано за теглото решение, внедрихме дизайн, базиран на биологичен организъм. В нашия случай използвахме алгоритъм, който се появява, когато расте мухъл "Physarum". В рамките на процес на "генеративен дизайн" алгоритъмът предоставя структурни проекти, които изглеждат доста нестандартни. Помага ни да създадем излишни конструкции, които са необходими, за да можем да въведем натоварванията, получени от краш теста, в основната структура на самолета. Изчислихме повече от 10 000 варианта на дизайна и използвахме Big Data Analytics, за да разберем кой е най-добрият дизайн.

Тази биомимикрия е била по подразбиране или е съвпадение, че е използван алгоритъмът на мухъл мухъл?

Бастиан Шефер: За нас беше очевидно, че искаме да изпробваме алгоритъма за мухъл, от една страна, защото той е изследван дълго време, а от друга, генерира излишни структури, които водят до по-голяма стабилност. Ако един от пътищата на натоварване се счупи, все още имаме налични излишни пътища на натоварване, които могат да издържат на необходимото натоварване.

Какъв материал използвате за печат?

Преградите вече вградени ли са в самолети?

Бастиан Шефер: В момента сме във фаза прототип и създадохме първите дялове, използвайки процеса на 3D печат. Те вече са тествани и резултатите от тестовете в момента се включват в по-нататъшното развитие.

Какво развитие очаквате през следващите няколко години? Производствената индустрия е революционизирана?

Относно:
Бастиан Шефер е мениджър на иновациите в Airbus и получи дипломата си от HAW Хамбург през 2006 г. Оттогава той работи за Airbus по различни проекти и в крайна сметка става част от екипа зад наградената концептуална кабина на Airbus. Бастиан е ръководител на проекта на Bionic Partition, в който генералният дизайн е свързан с 3D печат.