Bionikus partíciós projekt; Biomimikri 3D-ben; A taskfarm nyomtatása
Bastian Schäfer/Új technológiák és koncepciók innovációs menedzsereLÉGBUSZ
Kint vannak a sarkok - az Airbus egy multidiszciplináris csapatot alkalmaz egy nyílt innovációs projektben, hogy a repülőgép kabin válaszfalát könnyebbé és stabilabbá tegye biomimikriával egy nyálkadugó betöltési algoritmusával. Az alkatrészeket a 3D nyomtatási eljárással nyomtatják ki. Az anyag alumínium-magnézium-szkandium ötvözet az optimális könnyedség és szilárdság érdekében. A súlymegtakarítás 30 kg, ami közvetlen hatással van a CO2-kibocsátásra.
Mik voltak a Bionic Partition Project kihívásai?
Bastian Schäfer: Feladatunk az utastér válaszfal - a válaszfal - optimalizálása volt az Airbus A320-as családjának közepes távolságú fúvókáihoz. Az előző konstrukció egy fémvázból áll, amely méhsejtbe van ágyazva és CFRP-vel van bevonva. Egyrészt a válaszfalnak elég stabilnak kell lennie ahhoz, hogy el tudja vinni a „Kabinőr ülőpadot”, az ülést, amelyen két légiutas-kísérő ül felszállás és leszállás közben. Ezenkívül lehetővé kell tenni a válaszfal egy részének eltávolítását, vagy be kell tudni hajtani, hogy a hordágyon tartózkodó emberek vészhelyzetben áthaladjanak. A projekt célja a 3D nyomtatási folyamat maximális kihasználása volt, az Airbus „Additive Layer Manufacturing” elnevezése, annak érdekében, hogy ilyen módon lehessen megvalósítani az új tervezési elveket. Ily módon olyan struktúrákat lehet létrehozni, amelyek korábban a hagyományos gyártási módszerekkel nem voltak lehetségesek. Célunk az volt, hogy legalább 30% -kal csökkentsük a meglévő partíció súlyát. A jelenlegi helyzetben 45% -os súlycsökkenést értünk el. A régi partíció súlya 65 kg, a Bionic partíció csak 35 kg.
A súlycsökkentés hatással van a CO2-kibocsátásra?
Bastian Schäfer: Minden megtakarított kilogrammunkkal évente 106 kg-mal kevesebb petróleumot égetünk el a motorokban. Most, hogy 30 kg-mal csökkentettük a súlyt, évente körülbelül 10 tonna CO2-t tudunk megtakarítani a Bionic Partition révén. És ez még csak a kezdet. Elképzelhetjük, hogy a jövőben továbbra is ezt a technológiát alkalmazzuk a repülőgépgyártás különböző területein.
Hogyan találkozott pontosan ezzel a partícióval?
Bastian Schäfer: Az Airbus kabinépítészei valóban nagyon összetett feladatot adtak nekünk. A válaszfalnak rendkívül stabilnak kell lennie, mivel a tanúsítás során át kell esnie egy úgynevezett 16 g-os teszten. Ez egy törésteszt, amelynek során körülbelül 3,5 tonna terhelést alkalmaznak 0,08 másodpercen belül. A terhelések elsősorban a légiutas-kísérők súlyából adódnak, akik a légiutas-kísérő padon ülnek, amely viszont a falhoz van rögzítve. Az új és súlyoptimalizált megoldás elérése érdekében egy biológiai organizmuson alapuló tervet valósítottunk meg. Esetünkben olyan algoritmust használtunk, amely akkor fordul elő, amikor a "Physarum" nyálkás penész nő. Egy "generatív tervezési" folyamaton belül az algoritmus meglehetősen rendhagyónak tűnő szerkezeti terveket szállít. Segít felesleges szerkezetek felállításában, amelyek szükségesek ahhoz, hogy az ütközési tesztből származó terheléseket be lehessen vinni a repülőgép elsődleges szerkezetébe. Több mint 10 000 tervezési változatot számoltunk ki, és a Big Data Analytics segítségével kiderítettük, melyik a legjobb design.
Ez a biomimika alapértelmezett volt, vagy véletlen, hogy a nyálkás penész algoritmust alkalmazták?
Bastian Schäfer: Számunkra kézenfekvő volt, hogy egyrészt a nyálkaforma algoritmust szerettük volna kipróbálni, mert már régóta kutatják, másrészt pedig redundáns struktúrákat generál, amelyek nagyobb stabilitáshoz vezetnek. Ha az egyik terhelési út megszakad, akkor is rendelkezünk redundáns terhelési utakkal, amelyek képesek ellenállni a szükséges terhelésnek.
Milyen anyagot használ a nyomtatáshoz?
A válaszfalak már be vannak építve repülőgépekbe?
Bastian Schäfer: Jelenleg a prototípus fázisában vagyunk, és az első partíciókat a 3D nyomtatási eljárás segítségével állítottuk elő. Ezeket már tesztelték, és a tesztek eredményeit jelenleg beépítik a további fejlesztésbe.
Milyen fejleményekre számít a következő években? A feldolgozóipar forradalomban van?
Ról ről:
Bastian Schäfer az Airbus innovációs menedzsere, és 2006-ban kapta meg diplomáját a HAW Hamburg-tól. Azóta az Airbusnál dolgozott különböző projekteken, és végül a díjnyertes Airbus Concept Cabin mögött álló csapat tagja lett. Bastian a Bionic Partition projekt projektmenedzsere, amelyben a generatív tervezés összekapcsolódik a 3D nyomtatással.