Для SLM-процесу BionicAircraft Fei Teng, LZN Laser Zentrum Nord GmbH Мелані Гралов, ilas - PDF

Консультації з питань розвитку Освіта Дослідження Нові високоміцні алюмінієві сплави та біонічна конструкція для SLM-процесу BionicAircraft Fei Teng, LZN Laser Zentrum Nord GmbH Мелані Гралоу, симпозіум ilas "Енергоефективне виробництво функціональних компонентів з технологічних металів Пфорцгейма

Порядок денний LZN та ilas Проект “Алюмінієві сплави Bionic Aircraft для процесу SLM Чому технологія AM? Огляд технології AM Вибіркове лазерне плавлення (SLM) Оптимізація ресурсної ефективності в процесі SLM Сплави Al у Bionic Aircraft Екскурсія до Bionics (при виробництві добавок) Визначення термінів Області застосування Процедура Bionic у Bionic Aircraft Demonstrators у Bionic Aircraft 2

Laser Zentrum Nord GmbH, Bionic Production AG, Інститут лазерних та системних технологій (ilas) Гамбург, Німеччина 3

LZN та її партнери були відзначені за їх досягнення в галузі виробництва добавок. Фіналіст премії за інновації німецької економіки 2014 року, німецької премії майбутнього 2015 року, названий у колі найкращих Джерело: AIRBUS Перший додатково виготовлений металевий компонент у цивільній авіації Materialica Design + Technology Award 2016 3-D- Друк у цивільному літакобудуванні Виробнича революція починає рух у Гамбурзі 2016 року (кат.: Економіка) Космічна рамка революції наступного покоління для тривимірного друку на металевих деталях 4

Експерти у галузі світла Ваше світлове рішення з одного джерела Потужність персоналу розширена за різними відділами Нові машини SLM та SLS представлені Стратегія Дослідження Навчання Розробка Додаткове навчання Виробництво Light Alliance Network 5 3 нових членів

Огляд проекту BionicAircraft Bionic Aircraft Project: Підвищення ефективності використання авіації за рахунок впровадження технології ALM та біонічного проектування на всіх етапах життєвого циклу повітряного судна Ідентифікатор виклику: H2020-MG-1.2-2015 Угода про надання гранту №: 690689 Консорціум 10 міжнародних партнерів 1 університет 2 дослідницькі центри 5 промислові партнери 1 МСП 1 організація нормалізації Бюджет та тривалість Загальний бюджет 7,96 млн 9/1/16 - 31.08.19 6

Структура проекту BionicAircraft Структура проекту 7

Чому технологія AM? Зниження витрат Звичайний дизайн Вбудований дизайн AM Зменшення кількості окремих деталей з 14 до 1 Скорочення виробничих етапів з 18 до 5 Зниження виробничих витрат на 50% 9

Чому технологія AM? Легка конструкція Звичайний дизайн Оптимізована за топологією конструкція AM Зниження ваги: 35% Зниження витрат: 20% Розслідування фінансувалося з бюджету Федерального міністерства економіки та технологій (BMWi), FKZ 20W1305G. 10

Огляд Технології AM металопластика Селективне лазерне плавлення (SLM) Плавлення електронним пучком (EBM) Селективне лазерне спікання (SLS) 3D-друк Стереолітографія (SL) Поліструменеве моделювання (порошок) Постільні системи Дріт Подача Лазерний промінь Плавлення Моделювання плавленого осадження (FDM) Дріт Подачі Електронно-променеві технології плавлення Покриття Технології виробництва добавок Насадкові системи Металеві мікрокраплинне осадження 3D друк металу (DirectMetal) Лазерне нанесення металевих гібридних систем Технології ламінування Multi Jet Modelling Controlled Metal Build Up DMG Mori Sauer Lasertec Lumex Layer Laminated Manufacturing Форма вихідного матеріалу, джерело енергії, атмосфера, вхідний матеріал 11

Вибіркове лазерне плавлення (SLM) Матеріали в технології SLM Нержавіюча сталь, інструментальна сталь Ti сплави (TiAl6Nb7, TiAl6V4) Нанесення порошку Нарізка 3D CAD Інконель та сплави кобальту-хрому Алюмінієві сплави Джерело впливу: Розпакування компонента Leistner

Оптимізація ресурсоефективності в процесі УУЗР Розробка процесу Оптимізація ефективності використання ресурсів у виробництві добавок Нові матеріали Біонічний дизайн + оптимізація топології 13

Сплави Al у літаках Bionic Високоміцний сплав Al-Li в ALM Напруження при розтягуванні> 550 МПа Подовження при розриві> 7% Поняття матеріалу Комерційний сплав Al-Cu-Li Сплав Cu-адаптований Al-Cu-Li сплав Al-Mg-Li сплав Al-Si-Sc сплав Скринінг/оцінка матеріалів Оброблюваність Властивості порошку Сприйнятливість до гарячих/напружених тріщин Сприйнятливість до пір Відтворюваність Механічні властивості Вибрано концепцію матеріалу Оптимізація продуктивності за допомогою формування пучка Термічна обробка чотири набори параметрів 3x оптимальний набір параметрів Без WB 14 мікроструктура механічні властивості мікроструктура механічні властивості

Концепція матеріалу: AlSiSc Перша обробка Al-Si-Sc в проекті BionicAircraft Порошковий процес характеристики SLM та оцінка механічних параметрів EOS GmbH 10x10x10mm 3 ρ = 99,96% куб із усіченою пірамідою 15

Порядок денний LZN та ilas Проект “Алюмінієві сплави Bionic Aircraft для процесу SLM Чому технологія AM? Огляд технології AM Вибіркове лазерне плавлення (SLM) Оптимізація ресурсної ефективності в процесі SLM Сплави Al у Bionic Aircraft Екскурсія до Bionics (при виробництві добавок) Визначення термінів Області застосування Процедура Bionic в Bionic Aircraft Демонстратори в Bionic Aircraft 17

Визначення термінів Створення слів з біології та технології Абстрагування природних принципів Ідея перенесення біологічних принципів у технологію є центральним елементом біоміметики. VDI 6220-1 Біологічна модель Принцип Технічне застосування 18

Сфери застосування Lotus-Effect Самоочищення поверхонь Крила Зменшення опору повітря Джерело: http://blogs.bu.edu/biolocomotion/ Джерело: http://camsoftware.files.wordpress.com Джерело: schubiz.marburg-biedenkopf.de Джерело: www. hk-phy.org/atomic_world/ Ефект Fin Ray Еластична обробка стрічки Gecko Tape Dry Adhesion Джерело: https://www.welt.de//EOS http://www.spektrum.de Bionics охоплює широкий спектр можливих застосувань Матеріал Процес Структура Поверхні Джерело: biokon.de 19

Біоніка - Процедура Джерело: www.fotos.sc Визначення проблеми Пошук за аналогією Принцип розуміння Технічне впровадження 20

Біоніка в галузі матеріалів Величезний спектр властивостей матеріалу Ієрархія www.images.nature.com Градієнти www.asknature.org Композити www.spiegel.de Лише кілька основних будівельних блоків (Vincent 2009), що підлягає вторинній переробці 21

Bionic в Bionic Aircraft Каталог Bionic Feature (інтегрований набір інструментів CATIA) Заздалегідь визначені, параметризовані біонічні особливості Застосовується до існуючої моделі САПР за натисканням миші Автоматизація процесу проектування Дизайн Простір 22

Демонстратори для перевірки в Bionic Aircraft Demonstrator 1: Кронштейн виконавчого механізму A330NEO Bionic Дизайн, забезпечення якості, концепції ремонту та переробки Демонстратор 2: A340 Концепція забезпечення якості гідравлічного блоку, ремонту та переробки Демонстратор 3: A350XWB T-Mount Fiting Bionic design 23

Короткий зміст та перспективні характеристики Визначено специфікації та вибрано трьох демонстраторів для перевірки. Створено робочий процес для набору інструментів Bionic Design та каталогу Bionic Design. Побудовано та оцінено перший високоміцний сплав Al. Створено випробувальний стенд SLM і працює Bionic Design Al-Li або Al -Si сплави на основі SLM- випробувальний стенд Перші зразки Bionic Aircraft 24