В НИТУ «МИСиС» спроектировали и испытали 3D-печатные авиационные детали с бионическим дизайном

Подписаться на 3Dtoday
news3dtoday
Идет загрузка
Загрузка
29.11.18
5684
36
Новости
9
Ученые НИТУ «МИСиС» совершенствуют методику проектирования и 3D-печати авиационных деталей с применением принципов топологической оптимизации. Опытные кронштейны для перспективного авиадвигателя выполнены из отечественного титанового сплава ВТ6 и весят на 20% меньше традиционных аналогов.
PREVIEW
«Решая актуальные проблемы снижения веса деталей, использующихся в авиакосмической отрасли, ученые лаборатории «Деформационные термические процессы» НИТУ «МИСиС» под руководством заведующего лабораторией, кандидата технических наук Андрея Травянова разработали инновационную технологию 3D-печати одной из ключевых деталей конструкции самолета, которая служит для крепления функциональных измерительных элементов внутри двигателя», – рассказывает ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.
5308c9387a3533a4e32ba8f31d30f946.jpg
Как сообщает пресс-служба вуза, в исходном варианте кронштейн представляет собой объемный массивный монолит, значительная часть материала которого не несет никакой функциональной нагрузки. Усовершенствованный кронштейн спроектирован с применением топологической оптимизации, за счет чего удалось избавиться от лишнего материала и снизить массу изделия более чем на двадцать процентов. Снижение веса позволяет повышать топливную экономию с вытекающим увеличением дальности полета и полезной нагрузки, а также снижением выбросов парниковых газов.
f091d373e7be0a36e733389c4f686ccd.jpg
Специалисты лаборатории гибридных аддитивных технологий НИТУ «МИСиС» определили технологические параметры для 3D-печати сложных бионических изделий со свойствами выше, чем требования ГОСТов к литым титановым деталям. При разработке использовалось компьютерное моделирование термических напряжений и коробления изделий в программе ESI Additive Manufacturing.
89798433ccc17a6b2e807c6ee435b033.jpg
Ввиду сложной геометрической формы производство кронштейнов традиционными методами представлялось невозможным. Опытные детали изготовлены методом 3D-печати по технологии селективного лазерного наплавления металлопорошковых композиций (SLM). Как утверждают разработчики, технология 3D-печати титановых изделий с бионическим дизайном позволяет сокращать расход порошка более чем в три раза.
4adaac1fad500cb2d30a541d6025ece4.jpg
Опытная партия кронштейнов изготовлена на заводе компании-заказчика и уже прошла все необходимые испытания. Тесты доказали качество полученных деталей на уровне требований ГОСТов к литым изделиям.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Подписаться на 3Dtoday
9
Комментарии к статье

Комментарии

29.11.18 в 12:26
0
Если деталь спекается в объёме порошка, то всё равно используются поддержки? Не запеченный порошок не может удержать на себе ещё незакреплённые запечённые части? (4 и 5 фото, может на 4м фдм...).
29.11.18 в 13:13
0
поддержки на фото явно избыточные
но читал что нужны, как минимум чтобы не двигать мелкие детали во время заполнения очередного слоя порошком.
29.11.18 в 15:32
0
Поддержки нужны, порошок не держит сам по себе. При SLS печати пластиком ещё может быть. При SLM печати металлами, поддержки нужны.
30.11.18 в 10:05
0
Порошок на себе удержать деталь не может.
Так же не забываем о поводках материала из-за нагрева и последующего охлаждения, при чем не всегда равномерного, это как правило основная причина создания поддержек.
И как правильно отметили, при печати нанесение нового слоя порошка происходит при помощи движения ракеля, и если деталь чуть чуть зацепится за него, то её легко утащит и вся печать будет на смарку.

Но на данной картинке с поддержками перебор, можно было при помощи расчетов всё это оптимизировать. Хотя может времени не было у них на эти оптимизации.
29.11.18 в 13:17
6
Не бионический а Generative design, т.е. порождающее проектирование.

Это уже абсолютно стандартная опция в основных САПР. Это будущее инженерной 3D печати. И нифига не новость, Женерал моторс готовится в серию на автомобилях ставить детали.

Вы же три де тудай, как можно об этом не знать? Это основа промышленной революции проектирования под аддитивные технологии.
29.11.18 в 14:06
0
c46771fe49c1c2098a877b28f76e05f1.png


Кажется, это будет уместно под вашим комментарием :)

Кстати, пресеты под расчет сопромата основных пластиков уже есть в базе.
Стоит все удовольствие 60 баксов в месяц, ну или 1к за два года. Пиратки нет, увы... у них все расчеты в облаке. Такой вот прорыв...
29.11.18 в 14:36
5
Справедливости ради это не порождающее проектирование, потому что оно ничего не порождает, а просто оптимизирует то, что заложил конструктор. Более корректный технический термин - топологическая оптимизация.
29.11.18 в 16:29
1
Позвольте поспорить. Подозреваю, что автор комментария не подбирал сходный термин, а перевёл существующий в английском языке дословно. И судя по употреблению термина в исходном языке, он хотел отметить что использовано неверное определение. "Бионический дизайн" - это стремление сделать подобное живым существам в роботизированной версии. Например, робот-стрекоза, роботы - тараканы и т.д.
29.11.18 в 17:54
0
Что он перевёл это понятно. Но это и в английском языке маркетинговый, а не технический термин. Лучше использовать термин топологическая оптимизация (https://en.wikipedia.org/wiki/Topology_optimization), т.к. он лучше отражает суть процесса.
29.11.18 в 17:05
0
Действительно, между топологической оптимизацией и порождающим проектирование в визуальных результатах может и не быть разницы, но это принципиально иные парадигмы проектирования. :)))
У меня вопрос к компасу. Насколько понимаю, вы официальный представитель. А есть у Компаса планы самостоятельно заняться "железом" под аддитивные технологии?
Вопрос то простой, сегодня формируются индустриальные стандарты будущих PLM систем для производства прямо основанного на аддитивных технологиях. Но на стандарты больше всего влияет тот кто реализует "в железе". И опять же, именно индустриальные стандарты, это наибольшая добавленная стоимость.
А аддитивные технологии не отделимы от софта проектирования, и по сути это единый комплекс "софт-железо-материалы".
29.11.18 в 17:56
0
Что вы имеете в виду под "железом"? Свои 3D-принтеры делать мы точно не планируем.
29.11.18 в 19:25
0
А если создавать консорциум, на каких условиях будете участвовать? Без софта, "железо" - хлам. А еще нужен производитель материалов.
29.11.18 в 22:15
1
Мы готовы сотрудничать с любыми производителями 3D-принтеров.
30.11.18 в 05:58
0
Они у же в консорциуме "РазвИТие"
29.11.18 в 17:57
0
У них нет производственных мощностей под "жестянку". А сотрудники работающие в офисе за компами, вряд ли будут рады соседству со станками, пылью и матерящимися жестянщиками :D Я уже молчу о том, что пожарники с проверками довольно потирают руки предвидя пополнение казны.
29.11.18 в 19:31
0
История Materialise подсказывает обратное. https://www.materialise.com/
Невозможно писать "софт" не имея полного доступа к "железу". Практика определят все.
29.11.18 в 22:13
0
Ну и как бы кто нам вообще даст в историческом центре Коломны производство открыть)
30.11.18 в 10:33
1
А кто может запретить? :))) В Питере тоже в центре. Да и одна картинка лучше тысячи слов:


И честно говоря, мне не совсем понятно зачем все в одном месте. :))) Какая разница где именно управляемое железо и управляющий "планшет" с MES. :))))
30.11.18 в 06:36
1
Оптимизация уже вчерашний день, именно порождающее проектирование. Мы указываем ключевые точки, и нагрузки на них, дальше САПР сам генерирует модель.
30.11.18 в 12:30
1
Суть-то от этого не меняется. Конструктор всё равно должен рассчитать и задать нагрузки. А дальше идёт та же самая топологическая оптимизация, только она добавляет "тело", а не убирает его. Просто с нуля программа сделает больше ошибок и будет дольше думать.
29.11.18 в 14:56
0

Вы же три де тудай, как можно об этом не знать?
А причем тут мы? Странно. :D
30.11.18 в 06:38
0
Заголовок ставите вы. Бионический - это имитация животного мира, заимоствование. А тут чистая генерация нового.
30.11.18 в 11:41
1
Бионический - это имитация животного мира, заимоствование.
Совершенно верно. Вот и заимствуют:
ef33c7392590368fd38a5734ab273a9c.jpg

Это срез древесины. Липы, если конкретно.
А тут чистая генерация нового.
Ну так одно другому не мешает. Да, генерируется дизайн по заданным параметрам, а в итоге выходит бионическая структура. Это не взаимоисключающие понятия.
29.11.18 в 18:00
0
Так "не имеющее аналогов в мире" же. :)
29.11.18 в 15:40
0
Порождающее проектирование/генеративный дизайн/топологическая оптимизация/реверс инжиниринг/ обратное проектирование/ обратный инжиниринг. Бионический от bionic, а это от свободных природных форм. Суть одна, не придирайтесь к словам.
К вашему "три де тудай"... тоже можно придраться...
Переводить некоторые термины с других языков дословно - дело не благодарное.
И в САПР современных всё это появилось после появления 3D-печати.
30.11.18 в 05:05
0
Придираться к словам полезно, чтобы люди однозначно друг друга понимали. Потому что обсуждать разницу между бегемотом и гиппопотамом это одно, а между крокодилом и аллигатором это другое.
30.11.18 в 06:01
1
качество полученных деталей на уровне требований ГОСТов к литым изделиям.
Всё здорово, если учтены все нагрузки в схеме нагружения. Если какую-то пропустил - всё прахом.
30.11.18 в 13:54
0
Интересно, кстати, как эти узлы с коррозией будут себя вести и со всякими нетиповыми нагрузками, вроде падения при перевозке и т.п. Про полевой ремонт я уж вообще молчу. Опыт эксплуатации много чего интересного может показать.
30.11.18 в 17:34
0
Сорри за оффтоп. Есть ли в планах Компас сделать браузерную версию продукта? Или может быть такая версия есть у пользователей вашего ядра C3D?
30.11.18 в 18:11
1
Пользователи ядра C3D могут любую версию сделать - они разработчики) Вроде бы кто-то даже уже сделал. Для КОМПАСа в ближайшее время таких планов нет.
30.11.18 в 18:27
0
Большое спасибо за ответ! Напишите, об этом как-нибудь поподробней пожалуйста, если будет возможность.
03.12.18 в 04:50
0
Я уже это сомнение высказывал тут, да, есть такое понятие "...нули об пол в гараже". ))))
02.12.18 в 12:25
0
Интересно здесь то, что, например, при общении с представителями MSC software, мне было сказано, что топологическая оптимизация, это не CAD, а просто анализ и рекомендация. И за подобные детали софт ответственности не несёт. На сколько я смотрю новости, все конструкторы просто переделывают детали, и в печать... А кто-нибудь вообще их проверяет? Просто интересно, кто будет виноват за поломку подобного двигателя...
03.12.18 в 21:47
0
После оптимизации, всегда настоятельно рекомендуют снова производить анализ. Ну и собсно выше этого не избежали. Ответственен есесно проектировщик, кто ж еще то...

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Покрасочная камера

Пластик ABS от 3Д Партнер. Пример использования.

Немного о Witbox 2

Поиграем?

В Жуковском откроется региональный центр прототипирования и цифровых технологий

Новый High Temp Resin от компании Formlabs