Pentru procesul SLM BionicAircraft Fei Teng, LZN Laser Zentrum Nord GmbH Melanie Gralow, ilas - PDF
Consultanță pentru dezvoltare Educație Cercetare Aliaje de aluminiu de înaltă rezistență și design bionic pentru procesul SLM BionicAircraft Fei Teng, LZN Laser Zentrum Nord GmbH Melanie Gralow, simpozion ilas "Producția eficientă din punct de vedere resurselor a componentelor funcționale din tehnologia metalelor Pforzheim
Agenda LZN și ilas Proiectul „Aliaje de aluminiu pentru aeronave bionice pentru procesul SLM De ce tehnologia AM? Prezentare generală a tehnologiei AM Topirea selectivă a laserului (SLM) Optimizarea eficienței resurselor în procesul SLM Aliaje de Al în Bionic Aircraft Excursie la Bionics (în fabricarea aditivă) Definirea termenilor Domenii de aplicare Procedură Bionic în Bionic Aircraft Demonstratori în Bionic Aircraft 2
Laser Zentrum Nord GmbH, Bionic Production AG, Institute of Laser and System Technologies (ilas) Hamburg, Germania 3
LZN și partenerii săi au fost onorați pentru realizările lor în domeniul producției aditive.Finalist la Premiul pentru Inovație al Germaniei Economice 2014, Premiul German Future 2015, numit în cercul celor mai bune Sursă: AIRBUS Prima componentă metalică fabricată aditiv în aviația civilă Materialica Design + Technology Award 2016 3-D- Imprimarea în construcția de aeronave civile o revoluție de fabricație decolează Hamburgul anului 2016 (cat.: Economie) Revoluția cadrului spațial de generație următoare a imprimării 3D pentru componente metalice
Light Experts Soluția dvs. de lumină dintr-o singură sursă Capacitatea personalului extinsă în departamente Mașini noi SLM și SLS livrate Strategie Cercetare Instruire Dezvoltare Instruire Producție Light Alliance Network 5 3 membri noi
Proiectul BionicAircraft dintr-o privire Proiectul Bionic Aircraft: Creșterea eficienței resurselor aviației prin implementarea tehnologiei ALM și proiectarea bionică în toate etapele ciclului de viață al unei aeronave Identificator de apel: H2020-MG-1.2-2015 Acordul de subvenționare nr.: 690689 Consorțiul 10 parteneri internaționali 1 universitate 2 centre de cercetare 5 parteneri industriali 1 IMM-uri 1 organizarea normalizării Buget și durată Buget total 7,96 milioane 9/1/16 - 31/08/19 6
Structura proiectului BionicAircraft Structura proiectului 7
Agenda LZN și ilas Proiectul „Aliaje de aluminiu pentru aeronave bionice pentru procesul SLM De ce tehnologia AM? Prezentare generală a tehnologiei AM Topirea selectivă a laserului (SLM) Optimizarea eficienței resurselor în procesul SLM Aliaje de Al în aeronave Bionic Excursie la Bionic (în fabricație aditivă) Definirea termenilor Domenii de aplicare Procedură Bionic în Avioane Bionice Demonstratori în Avioane Bionice 8
De ce tehnologia AM? Reducerea costurilor Proiectare convențională Proiectare AM integrată Reducerea numărului de piese individuale de la 14 la 1 Reducerea etapelor de fabricație de la 18 la 5 Reducerea costurilor de fabricație cu 50% 9
De ce tehnologia AM? Construcție ușoară Design convențional Proiectare AM optimizată pentru topologie Reducere greutate: 35% Reducere cost: 20% Investigațiile au fost finanțate din bugetul Ministerului Federal al Economiei și Tehnologiei (BMWi), FKZ 20W1305G. 10
Prezentare generală Tehnologii AM materiale plastice metalice Topire selectivă cu laser (SLM) Topire cu fascicul de electroni (EBM) Sinterizare selectivă cu laser (SLS) Imprimare 3D Stereolitografie (SL) Modelare cu jet de poli (pulbere) Sisteme de pat Alimentare cu sârmă Topire cu fascicul de laser Fuziune Modelare depunere topită (FDM) Sârmă Alimentare Electron Beam Topire Tehnologii de placare Tehnologii de fabricare aditivă Sisteme de duze Sisteme de metale Micro Depunere picături Tipărire 3D de metale (DirectMetal) Laser Depunere de metale Sisteme hibride Tehnologii de laminare Modelare multi jet Modelare controlată Construcție metalică DMG Mori Sauer Lasertec Lumex Strat Laminare Fabricare diferențiere rapidă între diferite tehnologii: Forma materiei prime, sursa de energie, atmosfera, intrarea materialului 11
Topire selectivă cu laser (SLM) Materiale în tehnologia SLM Oțel inoxidabil, oțel de scule Aliaje Ti (TiAl6Nb7, TiAl6V4) Aplicați tăiere pulbere 3D CAD Inconel și aliaje de cobalt-crom Aliaje de aluminiu Sursa de expunere: Leistner Coborârea despachetarea componentelor 12
Optimizarea eficienței resurselor în procesul SLM Dezvoltarea procesului Optimizarea eficienței resurselor în fabricarea aditivă Materiale noi Proiectare bionică + optimizare topologie 13
Aliaje Al în aeronave bionice Aliaj Al-Li de înaltă rezistență în ALM Tensiune la tracțiune> 550 MPa Alungire la rupere> 7% Concepte materiale Comercial Aliaj Al-Cu-Li Aliaj adaptat Cu Al-Cu-Li Aliaj Al-Mg-Li Aliaj Al-Si-Sc Screening/evaluare a materialelor Procesabilitate Proprietăți pulbere Sensibilitate la fisuri la cald/stres Sensibilitate la pori Reproductibilitate Proprietăți mecanice Un concept de material este selectat Optimizarea productivității prin formarea fasciculului Tratament termic Seturi de parametri 3x Set de parametri optimi Fără WB 14 proprietăți mecanice proprietăți mecanice microstructură proprietăți mecanice
MaterialConcept: AlSiSc Prima procesare a Al-Si-Sc în proiectul BionicAircraft Caracterizarea pulberii Procesul SLM și evaluarea parametrilor mecanici EOS GmbH 10x10x10mm 3 ρ = 99,96% Cub cu piramida trunchiată 15
Optimizarea eficienței resurselor în procesul SLM Dezvoltarea procesului Optimizarea eficienței resurselor în fabricarea aditivă Materiale noi Proiectare bionică + optimizare topologie 16
Agenda LZN și ilas Proiectul „Aliaje de aluminiu pentru aeronave bionice pentru procesul SLM De ce tehnologia AM? Prezentare generală a tehnologiei AM Topire selectivă cu laser (SLM) Optimizarea eficienței resurselor în procesul SLM Aliaje de Al în aeronave Bionic Excursie la Bionică (în fabricație aditivă) Definirea termenilor Domenii de aplicare Procedură Bionic în aeronave bionice Demonstratori în aeronave Bionic 17
Explicația termenilor Crearea cuvintelor din biologie și tehnologie Abstracția principiilor naturale Ideea transferării principiilor biologice în tehnologie este elementul central al biomimeticii. VDI 6220-1 Model de rol biologic Principiu Aplicație tehnică 18
Domenii de aplicare Lotus-Effect Autocurățarea suprafețelor Aripi Reducerea rezistenței la aer Sursa: http://blogs.bu.edu/biolocomotion/ Sursa: http://camsoftware.files.wordpress.com Sursa: schubiz.marburg-biedenkopf.de Sursa: www. hk-phy.org/atomic_world/ Efect Fin Ray Manipulare flexibilă Bandă Gecko Adeziv uscat Sursă: https://www.welt.de//EOS http://www.spektrum.de Bionics cuprinde o gamă largă de aplicații posibile Material Procesul Structura Suprafețelor Sursa: biokon.de 19
Bionică - Procedură Sursa: www.fotos.sc Definiția problemei Căutare analogică Înțelegerea principiului Implementare tehnică 20
Bionică în domeniul materialelor Gama enormă de proprietăți materiale Ierarhie www.images.nature.com Gradiente www.asknature.org Compozite www.spiegel.de Doar câteva elemente de bază (Vincent 2009) Reciclabil 21
Bionic în avioane Bionic Catalog de caracteristici bionice (set de instrumente integrate CATIA) Caracteristici bionice predefinite, parametrizate Aplicabil unui model CAD existent la simplul clic al mouse-ului Automatizarea procesului de proiectare Spațiu de proiectare 22
Demonstranți pentru validare în aeronavele Bionic Demonstrator 1: A330NEO Suport actuator Jack Proiectare bionică, asigurarea calității, reparații și reciclare Demonstrator 2: Blocuri hidraulice A340 Concepte de asigurare a calității, reparații și reciclare Demonstrator 3: A350XWB Montare T Montare proiectare bionică 23
Sumar și perspective Specificațiile au fost definite și au fost selectați trei demonstratori pentru validare. Fluxul de lucru pentru Bionic Design Toolset și Bionic Design Catalog au fost create. Primul aliaj Al de înaltă rezistență a fost construit și evaluat. Standul de testare SLM a fost configurat și este în funcțiune Bionic Design Al-Li sau Al -Aliajuri pe bază de SI SLM- stand de testare Primele mostre Bionic Aircraft 24