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飞机靠背椅框架铸件获得 美国彩票网站最正规平台协会2017年年度铸件奖

添加时间:2017/07/14
客机靠背座椅框架是为飞机配置独特设计的一个结构零件。通常,是由单个坯料制造成的。对于该框架,是否还有降成本的更好的生产方法?
3D设计和工程App的领军者Autodesk企业,一直在采用生成设计App开发不同的设计方法,这个设计方法基于特殊判据如重量和强度,自动进行设计选项,以完善和加快设计过程。该企业的研究实现了一个独特的格子状结构(lattice-like structure)的设计,他们联系了位于密歇根州阿尔蒙特(Almont, Michigan)的阿里斯托彩票网站最正规平台企业(Aristo Cast),一家有丰富原型样件制造和镁合金彩票网站最正规平台经验的精密铸件生产商,以帮助其实现用于飞机靠背椅框架的设计。
通过合作和合理可靠的彩票网站最正规平台工艺,阿里斯托彩票网站最正规平台企业4周后交付了最终的铸件,这个铸件比市场上其他的轻量化靠背椅框架重量减轻一半以上(图1)。由于对最终用户有益,及对其他应用领域铸件轻量化设计的启示,这件飞机靠背椅框架已经被美国彩票网站最正规平台协会、《金属铸件设计和采购》杂志命名为2017年年度铸件奖。

                                                  图 获奖的飞机靠背椅框架
 
采用生成设计模式(generatively designed model),Autodesk寻求去除尽可能多的材料,同时不影响所需的强度要求。新的座椅框架设计只在需要的地方安置材料,质量轻得多,形状也非常符合精密彩票网站最正规平台的要求。
“这件铸件设计显示,改成格子状,可以在有需要的地方增加厚度以提高强度,”一位铸件竞赛评委注意到。“这个概念可以用于强度不是关键的铸件的连接部分,可实现减轻重量。”
Autodesk起初是为3D直接打印金属零件开发生成设计App(generative design software)。但是,金属打印受尺寸限制,设计团队开始考虑如何使用该模式用于其他制造方法。金属彩票网站最正规平台是很自然的选择,因为增材技术可以用于制造彩票网站最正规平台模样和工装。
为获得飞机和汽车客户的兴趣,Autodesk寻求制造生成设计的格子状结构零件的样件,并计算潜在的成本,于是找到了阿里斯托彩票网站最正规平台企业(Aristo Cast)。
“一年来我一直在研究彩票网站最正规平台,很清楚阿里斯托彩票网站最正规平台具有非常独特的技术,具有大家感兴趣的生产复杂铸件的经验,” Autodesk的首席研究员Andreas Bastian说道。“他们制造镁合金件,大家对此非常感兴趣,因为镁比铝轻35%,而且不能直接打印,所以这就是提高设计水平的价值。”
阿里斯托彩票网站最正规平台是世界上不到10个正常生产镁合金精密彩票网站最正规平台件的厂家之一。虽然,铝合金格子状结构也能减轻重量,降低成本,但是镁合金件能成倍地、更显著地节省成本。
“Autodesk曾寻求样件,大家这些年来学到了很多对比铝合金如何给镁合金开浇口的常识,”阿里斯托彩票网站最正规平台企业副总裁Paul Leonard说。“这些座椅框架件的浇口马上就起到很好的作用。”
传统上,飞机座椅框架由铝合金,采用不同的技术制造。
“当前市场上最轻的是从固体坯料通过数控机床加工的,这意味着浪费了许多材料,” Harris说道。“有一些是彩票网站最正规平台的或者是装配件,成本低,但是很重。”
对于直接金属打印的工作箱来说,座椅框架的尺寸太大了。但应用3D打印为金属彩票网站最正规平台件打印模样可行,所以这是一个机会,看一看这个方法如何工作,如何为金属彩票网站最正规平台3D打印模样。阿里斯托彩票网站最正规平台企业有两台3D打印设备,每一台的打印工作箱都足够大,一次可以打印30个座椅框架模样。所以两台一次可以打印60个模样。这样,阿里斯托彩票网站最正规平台企业不仅可以提供样件,也可以批量生产。
“精密彩票网站最正规平台正是大家所寻找的最好的技术,能够实现设计所需的高性能和轻量化,同时使用了大家需要的材料,” Autodesk数字制造集团(DMG Group)设计顾问Andy Harris说。“当需要几千个零件时,能够提供生产批量,并且能使增材制造的强项应用到精密彩票网站最正规平台。”
设计好座椅框架后,Autodesk提供文件给阿里斯托彩票网站最正规平台,阿里斯托对设计做了少许调整以优化精密彩票网站最正规平台工艺。“起始的设计有些地方非常薄,大家无法打印模样,” Leonard说。“所以大家必须增加某些地方的厚度。”
做了少许调整后,阿里斯托成功地彩票网站最正规平台了这种独特的座椅框架。
经Autodesk计算,镁合金座椅框架减重将为一架615座空客380飞机每年节省燃油63吨。基于当前喷气飞机燃油的成本,每架飞机年节省可达103 324美金,服役20年,每架飞机将节省超过200万美金。100架飞机的机队每年燃油节省将超过2亿600万美金。
“围绕着那些采用金属打印的高性能的金属结构件,有大量令人激动的事情,但是大家看到,3D打印技术用于制造模样和砂型,彩票网站最正规平台业具有令人感兴趣的市场机会,”Bastian说道。“这些显示,通过采用金属彩票网站最正规平台技术,可以实现与直接金属打印同样的价值。彩票网站最正规平台业是令人兴奋的先进设计技术的投资点,能够很快实现巨大的价值。”
来源:《彩票网站最正规平台》201707期
 

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