空客申请新专利 有望最终3D打印出完整的飞机

近日,法国飞机制造商空客公布了一项新申请的3D打印技术专利,他们宣称,依赖这种专利技术,有望实现3D打印飞机部件的大规模制造,并最终打印出一架完整的飞机。在这个过程中,他们大量运用了材料相关知识,并考量了刚刚3D打印出来的对象在冷却时的内部应力变化。

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最上面的图显示的是飞机落地时的状态,下面两张显示的是飞机在飞行时的状态。机舱的重量很大程度上决定了飞机是否能达到优化的形状。

在这个过程中,将会利用一种类似于选择性激光烧结的技术同时熔化多种金属粉末材料(如钛和铝)。首先,将金属粉末沉积到一个贝壳状结构里,然后利用激光加热这个结构和金属粉末,让它们熔结在一起成为一个单独的部件。接下来再进行冷却,在冷却过程中,因为贝壳结构以及内部的金属会以不同的速率膨胀或收缩,新熔入的打印层之间会产生内部应力,从而促使整个部件向预定的方向弯曲。一旦这个部件完全固化,部件将拥有特定的结构完整性,比使用传统制造方法强度更高。

空客申请新专利 有望最终3D打印出完整的飞机 2

使用这种3D打印技术制造的飞机部件,像机身、机翼或车门将能够承受极端环境的考验而不必牺牲任何空气动力特性,并且3D打印的部件将更轻,使用的材料更少,结构也更稳定。在这个过程中有意将应力引入进来,实际上增加了更多的稳定性和结构支撑。比方说,飞机的货舱底板可以设计得更加稳定——这些区域往往承受了更多的重量,非常重要的一点是,在3D打印过程中,这个底板会被设计成一种更加稳定的坚硬的形状。

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根据部件的几何形状设计的差异,在飞机登陆地面时,机翼会变直,在起飞过程中会变形。

这整个过程听起来相当地违反常识,但也不乏科学原理的支持。几个世纪以来,这些技术被家具制造商用来加强他们的设计,它的概念是:当一个应力点被强制用来改变一个元件时,它也以同样的方式在其他家具部件上施加压力,比起将这些应力去除掉,这些利用了应力的家具部件更强、更稳定,基本上克服了应力弱点。

文章来源:互联网采集

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