Havacılık ve Uzay

İnsansız Hava Araçları için 3D-Baskı (İHA)

EOS tarafından Katılan Üretim, maksimum tasarım özgürlüğü sağlar ve Hızlı Prototipleme ve küçük üretim süreçleri için ideal bir üretim yöntemidir.

 

İHA tasarımını güçlendirecek jeodezik yapılar Malzeme: PA 2200 (Kaynak: Southampton Üniversitesi (asıl tasarımcılar) ve 3T RPD Ltd (ek tasarım ve üretim) arasındaki ortaklık)

İHA tasarımını güçlendirecek jeodezik yapılar Malzeme: PA 2200 (Kaynak: Southampton Üniversitesi (asıl tasarımcılar) ve 3T RPD Ltd (ek tasarım ve üretim) arasındaki ortaklık)

SULSA uçağının iç yapıları, Malzeme: PA 2200 (Kaynak: Southampton Üniversitesi (asıl tasarımcılar) ve 3T RPD Ltd (ortak tasarımlar ve üretim) arasındaki ortaklık)

SULSA uçağının iç yapıları, Malzeme: PA 2200 (Kaynak: Southampton Üniversitesi (asıl tasarımcılar) ve 3T RPD Ltd (ortak tasarımlar ve üretim) arasındaki ortaklık)

Düşük maliyetli prototip üretimi ve küçük üretim çalışmaları İnsansız Hava Araçları (İHA) için hızla büyüyen pazarda önemli bir rol oynamaktadır. Bu, İlave Üretim (AM) için ideal bir alandır: bir defa bile olsa parçalar üretim sürecinde ek maliyete neden olmadığından, EOS teknolojisi Hızlı Prototipleme (RP) ve küçük üretim işlemlerine en uygun şekilde uygundur. Kullanıcılar ek takım maliyetleri gerektirmeden çeşitler geliştirebilirler. Bu para tasarrufu sağlar ve riski en aza indirir. Yenilikçi EOS AM süreçleri, ürün mühendislerine maksimum tasarım özgürlüğü sağlar. Karmaşık aerodinamik yapılar bile CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım) verilerinden uygun maliyetli ve hızlı bir şekilde üretilebilir. Örneğin kanatlar veya menteşeler gibi hareketli parçalar, tek bir imalat işleminde kanatlara veya gövdeye kolayca entegre edilebilir.

 

Tasarım Çiziminden Bir Aydaki İlk Uçuşa

AM’nin bir diğer avantajı da ürünlerin hızlı ulaşılabilirliği: Southampton Üniversitesi bir aydan daha kısa bir sürede “SULSA” İHA’sını geliştirdi ve üretti. Üretim, EOS AM teknolojisine dayandırıldı ve 3T RPD Ltd. tarafından sadece bir hafta içinde tamamlandı. Kanatlar ve kuyruk dahil tüm gövde, basit geçmeli konnektörlere sahip sadece beş bileşenden oluşuyor. İlk seferinde, İHA mükemmel anten yetenekleri sergiledi.

EOS Katkı Maddesi Üretimi teknolojisi – İnsansız Hava Araçları için en iyi uygulama örnekleri

Hava-Uzay: RUAG – Uydu Bileşenlerinin Katmanlı İmalatı

RUAG’ın Sentinel uydusu için anten braketi – uzayda dağıtımı için sertifikalı

Birçok insan için, evrenin sonsuz genişliğinden söz etmek, genellikle bir Hollywood film stüdyosu tarafından söylenen bilim kurgu hikayelerini çağrıştırıyor. Ancak, gerçek hayatta, herhangi bir alanda olduğundan daha fazla, tartışmalı bir şekilde, gerekli teknolojiyi oluşturmak ve onu kozmosa yerleştirmek için okumak için güçlü bir irade ve net bir vizyonun hayati olması tartışmalı. Bu, gezegenimizi yüksek seviyeden gözlemlemek için tasarlanan İsviçre teknoloji grubu RUAG’ın Sentinel uydusunun yapımında karşılaştığı zorluktu. Burada bile, dünya atmosferinin ötesinde, katkı üretimi kilit rol oynamaktadır.

 

Meydan okuma

Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) 2016 tarihli raporlarına göre, kilogram taşınan taşıma yükü başına yapılan uzay araştırmalarının maliyet maliyeti 20.000 Avro’dur. Kaydedilen her bir gram, sistem çıkış için daha az yakıt gerektirdiğinden, toplam fırlatma maliyetlerini düşürür. Sonuç olarak, havacılık mühendisleri olası her gramı her bileşenden tıraş etmelidir – aşırı ağırlık hızla biriktiğinden. Bu durumda, İsviçre RUAG grubunun optimal olarak tasarlanmış bir anten braketine ihtiyacı vardı.

 

Ancak yalnızca ağırlık optimizasyonu yeterli değil. Bir roket fırlatması sırasında, yük iyice sarsıldı ve gerçekten sarsıldı ve titreşim seviyesi oldukça yüksek. Ayrıca, saatte birkaç bin kilometrelik devir hızları, yüksek G kuvvetlerinden bahsetmeden, uçuşun bir yolcu jeti üzerinde beklediğiniz kadar yumuşak olmayacağı anlamına geliyor. Kararlılık ve sağlamlık, herhangi bir şartname sayfasında ikinci bir temelini oluşturur. Ne yazık ki, bu gereksinim genellikle hafif tasarım ihtiyacına tamamen karşıdır.

 

Mühendisler, form ve ağırlık arasında uygulanabilir bir seviye belirlemek için karmaşık yapılar kullanır. RUAG ekibi, konvansiyonel üretim yöntemleri tükenmiş olduğundan anten braketinin yapısı için optimum güç ve ağırlık kombinasyonunu istedi. Neyse ki, ilave üretim, gerekli tasarım özgürlüğünü elde etmek için mükemmel bir olanak sağladı. Bileşen testi, yalnızca yukarıda belirtilen titreşim nedeniyle değil, belirli bir zorluğu temsil etti. Dış alanda, güvenilirlik önemlidir, çünkü onarımlar genellikle mümkün değildir. Bu aynı zamanda, bu gibi bileşenlerin yetkilendirilmesinin neden bu kadar uzun süren ve karmaşık bir süreç olduğunu açıklar. Her sertifikalandırma, bunu başarmış mühendisler için bir ödülü temsil eder.

 

 

Çözüm

Bu gibi durumlarda, tüm üretim zinciri, özellikle havacılık ve uzay sektöründe önemli bir rol oynamaktadır. RUAG’da Yapı Genel Müdürü Franck Mouriaux “RUAG’da Yapı Genel Müdürü Franck Mouriaux,“ Açıkçası, ek üretim kullanarak bileşen üretmenin muazzam avantajları bizim için çok önemliydi. ”Örneğin, tasarım özgürlüğü ve karmaşık bileşenler ağırlık kazanmamıza yardımcı oldu. İşlevleri bütünleştirme yeteneği de çok yararlıdır. Ancak, sonuçta, bu potansiyel avantajların belirlenmesi, ideal bir şekilde uygulanması ve gerekli yetkinin alınması durumudur. En basit bileşen, kullanılamaması durumunda hiçbir işe yaramaz. “

 

Temel uygunluk ve sağlamlık testi, anten braketinin tasarımının başlangıç ​​noktasını oluşturdu. Bir sonraki adım malzeme seçimi, malzeme tanımı ve malzeme özelliklerine göre ilk temel testlerden oluşuyordu. İlk test yapıları daha sonra, bileşenin topolojik optimizasyonu için başlangıç ​​noktası olarak kullanılmak üzere inşa edildi. RUAG nihayetinde, anten braketi için teorik olarak mükemmel bir form elde etti, Altair’den bir CAD ve FEM sistemi ile yoğun bir çalışma ve ek üretim kullanarak tasarım ve yapım konusunda EOS rehberliği.

 

Yaklaşık 40 cm uzunluğunda anten dirseği, EOS M 400 kullanılarak Almanya’daki Barleben’den citim GmbH tarafından üretildi. 400 x 400 x 400 mm inşaat hacmiyle, iki anten, 30 gerilme test parçası ve çeşitli testler üretmek mümkün oldu. Tek bir inşaat siparişindeki kalemler. İnşaat süresi yaklaşık 80 saat idi. Kullanılan parametre seti, yüzey kalitesi ve üretkenlik için optimize edilmiş 60 µm katman kalınlığı içindi.

 

Kullanılan alüminyum alaşımı, EOS Aluminium AlSi10Mg, malzemeyi yüksek stres bileşenleriyle kullanım için mükemmel biçimde uygun hale getiren, dinamik gerilmeye karşı yüksek mukavemet ve güçlü direnç ile karakterize edilir. Gerekli özellikleri göstermek için kapsamlı testler yapıldı – havacılık sektöründe bunlar bir projenin toplam kapsamının% 80’ini oluşturuyor. Test için özel olarak üretilmiş yapılar kullanılmıştır. Diğer şeylerin yanı sıra, mühendisler bilgisayar tomografındaki destekleri incelediler. Çeşitli mekanik ve fiziksel prosedürler de yapıldı. Bazen, komponente dayanan gerilmeler kasıtlı olarak yük sınırlarını aştı ve sonuçta test parçalarının tahrip olmasına yol açtı.

 

 

 

Sonuçlar

Bu çabaların sonucu, Sentinel uyduları için yeni anten braketinin tüm beklentileri aştığıydı. Bileşen sertifikasyon ve bununla birlikte, uzayda kullanımı için onay aldı. Alanda ilave üretim kullanımının halen başlangıç ​​aşamasında olduğu göz önüne alındığında, başarı daha da dikkat çekicidir.

 

Örneğin, bileşenin minimum rijitlik gereklilikleri% 30’dan daha fazla aşıldı – türbülanslı bir uçuştan sonra bile ideal bir anten pozisyonunun elde edilmesini sağlamak için kolayca yeterli bir marj – ve Dünya ile telsiz iletişimini garanti altına aldı. Kısmen yüksek oranda homojen dağılım nedeniyle istenen denge seviyesine ulaşılmıştır. Dahası, ilave üretim kullanımı, nihai bileşenin ağırlığında önemli bir azalmaya yol açtı:% 40’ın üzerinde bir tasarruf anlamına gelen 1.6 kg’dan 940 g’a kadar. Bu durumda, yenilikçi teknolojinin kullanılması olası bir kombinasyon elde etmeyi başardı: gelişmiş bileşen özellikleri ve daha düşük sistem maliyetleri.

 

Aerospace Engineer Mouriaux, “Bu projenin sonuçlarından çok memnunuz. Süreçte keşfedilmemiş bölgelere girdik ve istikrarlı ve hafif bir bileşenle ödüllendirildik” diyor. “Eklemeli üretim, uzay yolculuğunun temel prosedürel taleplerini yerine getirebildiğini göstermiştir. Çoklu tasarım avantajları ve bileşenin özellikleri bunu kesinlikle kanıtlamıştır. Bu teknolojinin ilerleyişi için büyük bir potansiyel görüyorum.” Dolayısıyla Hollywood heyecan verici hikayeler anlatırken, yenilikçi teknoloji tasarım ve inşaatın sınırlarını genişleterek her gün onları yaşamaya devam ediyor.

Case_Study_RUAG_EN_V4.indd

EOS örnek olay incelemesi havacılık ruag altair grafik anteni ve içeriği

Topoloji optimizasyonu ve ilave üretimin teknolojik sembiyozu ağırlıkta bir yarıya, gerilimi azaltmaya, artan sertliği ve minimum tasarım sağlama süresine yol açar. (kaynak: RUAG, Altair, EOS GmbH)

“Bir dereceye kadar çevreyi kareler: Bir bileşeni önemli ölçüde daha hafif ve aynı zamanda daha sağlam hale getirebildik. Bileşen özellikleri, havacılık sektörü için gerekli sıkılıkla yapılan testlerde değerlerini kanıtladı. Gelecek yıllarda katkı maddesi üretimi hakkında daha çok şey – buna ikna oldum! “

Franck Mouriaux, RUAG Genel Müdür Yapıları

 

“EOS, yeniliği katkı üretiminde büyük deneyim ile birleştiriyor. Sistemler, her sektördeki tüm pazarlar için gerçekten ilginç olanaklar sunuyor.”

 

Kısa profil

RUAG, havacılık, savunma ve güvenlik alanlarında faaliyet gösteren küresel operasyonlara sahip bir İsviçre teknoloji grubudur. Müşterileri hem sivil şirketler hem de devlet kurumlarından çekilir.

 

Bir üretim servis sağlayıcısı olarak citim GmbH, ilk inşaattan bileşen bitimine kadar hızlı prototipleme, ilave üretim ve küçük seri üretim sağlayan tüm üretim zincirine hizmet vermektedir.

Aerospace: Airbus Defence and Space – Additive Manufacturing process by EOS optimizes Satellite Technology

Aerospace Company Airbus Defence and Space Uses Additive Manufacturing for the Production of Satellite Parts

 

The literal translation of the word satellite (companion) does not come close to explaining how complex these technical devices are and what they do for our daily lives. Their tasks range from weather forecast to message transport and navigation information. The Airbus Defence and Space division is one of the world’s leading suppliers of satellite and space transport technology. Its Spanish subsidiary is part of the satellite business and the largest aerospace company in its home market.

 

The portfolio ranges from satellite systems to components for the International Space Station ISS. A competence centre for composite materials is also located at the headquarters in Madrid – because innovative materials and production methods play an important role in the aerospace industry. The requirements for the devices are particularly high because of the tremendous temperature differences and external forces involved. To achieve the best results in component manufacturing, Airbus Defence and Space relies, among other things, on Additive Manufacturing technology by the German company EOS.

Challenge

The current generation of satellites includes specific brackets that serve as a link between the body of the satellite and the reflectors and feeder facilities mounted at its upper end. The engineers at Airbus Defence and Space faced two key challenges with regards to the construction of these retaining brackets: on the one hand, the brackets must fix the securely to the body. On the other hand, however, the task of the brackets is to mitigate the extreme temperature fluctuations in space. The brackets are very important as a layer of insulation:the temperature ranges from –180 to +150 °C, so the stress on the material is extremely high.

 

Very few materials are able to meet these requirements. As so often in the aviation and aerospace industry, titanium turned out to be the appropriate choice. In addition to its well-known advantages with regards to weight and thermal conductivity, it offers an acceptable density.After all, every kilogram to be carried into space costs many thousand dollars; the exact amount depends on factors such as the carrier system and the orbit to be reached. However, six-figure sums and higher are not uncommon.

 

The brackets manufactured in the conventional way and especially their connection with the carbon components of the satellite – a function subject to high thermal stress – did not meet the expectations of Airbus Defence and Space. In addition, subsequent installation on the satellite component was very time-consuming so costs needed to be reduced. The engineers therefore began looking for alternatives. Special attention was paid to the fact that the design of future components could be optimized accordingly.

 

Solution

The choice fell to the Additive Manufacturing technology for metal parts offered by EOS. This meant that titanium was still usable as a tried and tested material. It also allowed the design of the components to be adapted easily. As Otilia Castro Matías, who is responsible for the area of antennae at Airbus Defence and Space, explains: “The solution now found by us has two advantages. For once we were able to optimize production itself. In addition, we have improved the design, so the entire workpiece can be manufactured in a single step. Hewn from a single block so to speak, even though technically speaking it is the opposite of this traditional technique.“

 

After the design was established, the well established process followed: the engineers loaded the 3D construction plans from the CAD software into the production machine – an EOSINT M 280 – and started the manufacturing process: a laser beam precisely melts and hardens the deposited metal powder layer by layer, so when the precisionmade workpiece is complete, no excess material remains except for re-useable raw material.

 

Results

The new devices meet all expectations of the experts involved. Most important of all is the improved temperature resistance of the entire structure, which now can easily and permanently withstand a margin of 330 °C under a force of 20 kN. In addition to this, the Spanish aerospace experts were able to reduce production time of the brackets during assembly of feed and sub reflector units by five days. Production time of the three brackets required for each

satellite is now less than a month.

 

“These improvements significantly reduce thermally induced failure during the qualification test campaign. The cost of space activities is relatively high, so it is even more important to protect any hardware from possible failures,“ adds Castro Matías. “The Additive Manufacturing method brought measurable benefits to critical aspects of the project, without requiring cuts to be made elsewhere. No compromises – this is something engineers like to hear, but don’t get to hear very often.“ In addition to the technical advantages, targeted cost reductions were achieved: savings in production alone amount to more than 20%. What is more, the engineers successfully put the part on a diet: the weight advantage is about 300 g, which means nearly one kilo per satellite.

 

Incidentally, European Space Agency (ESA) supported this program. Its successful completion it allows further use of this efficient production technology in the aerospace field.

 

The robust titanium brackets were manufactured using an EOSINT M 280. They easily and permanently withstand the high temperatures and external forces in space (Source: Airbus Defence and Space).

The robust titanium brackets were manufactured using an EOSINT M 280. They easily and permanently withstand the high temperatures and external forces in space (Source: Airbus Defence and Space).

”The use of titanium as the material for the retaining brackets of our satellites has proven highly effective. The main weakness, however, was the connection of the brackets with the carbon panel of feed and reflector assembly because here the thermal stress was negative factor. Thanks to Additive Manufacturing, we were able to redesign the bracket and eliminate this vulnerability. There were other benefits, too, such as shorter, more cost-effective and more lightweight production.“

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Otilia Castro Matías, COC Antennae at Airbus Defence and Space

 

Short profile

Airbus Defence and Space is a division of Airbus Group formed by combining the business activities of Cassidian,

Astrium and Airbus Military. The new division is Europe’s number one defence and space enterprise, the second largest space business worldwide.

 

Address

Airbus Defence and Space

Avda. Aragón 404

28022 Madrid

Spain