Проект Bionic Partition; Біомімікрія в 3D; Друк завдання farm
Бастіан Шефер/Менеджер інновацій Нові технології та концепціїАЕРБУС
Кути вийшли - Airbus використовує мультидисциплінарну команду у відкритому інноваційному проекті, щоб зробити перегородку кабіни літака легшою та стабільнішою за допомогою біомімікриї з використанням алгоритму завантаження шламової пробки. Деталі друкуються за допомогою процесу 3D-друку. Матеріал являє собою алюмінієво-магнієво-скандієвий сплав для досягнення оптимальної легкості та міцності. Економія ваги становить 30 кг, що безпосередньо впливає на викиди CO2.
У чому полягали проблеми проекту Bionic Partition?
Бастіан Шефер: Нашим завданням було оптимізувати перегородку кабіни - перегородку - для літаків середньої дальності сімейства A320 від Airbus. Попередня конструкція складається з металевого каркасу, який вбудований у стільник та покритий CFRP. З одного боку, перегородка повинна бути достатньо стійкою, щоб мати змогу містити "Сидіння для сидіння в салоні", місце, на якому під час зльоту та посадки сидять дві стюардеси. Крім того, повинна бути можливість вилучити частину перегородки або мати можливість скласти її, щоб люди на носилках могли пройти в аварійній ситуації. Метою проекту було максимально використовувати процес 3D-друку, який називається «Виробництво аддитивних шарів» в Airbus, щоб мати можливість реалізувати нові принципи дизайну таким чином. Таким чином можна було б створити структури, які раніше не були можливими за допомогою звичайних методів виробництва. Нашою метою було зменшити вагу існуючого розділу щонайменше на 30%. На сьогоднішній день ми досягли зниження ваги на 45%. Стара перегородка важила 65 кг, перегородка Bionic важить лише 35 кг.
Зменшення ваги впливає на викиди CO2?
Бастіан Шефер: З кожним заощадженим кілограмом ми спалюємо на 106 кг гасу щороку в двигунах. Тепер, коли ми зменшили вагу на 30 кг, ми можемо заощадити близько 10 тонн СО2 на рік завдяки Біонічній перегородці. І це лише початок. Ми можемо уявити, що і надалі використовуватимемо цю технологію в різних сферах авіабудування.
Як саме ви натрапили на цей розділ?
Бастіан Шефер: Архітектори кабіни Airbus поклали нам справді дуже складне завдання. Перегородка повинна бути надзвичайно стабільною, оскільки вона повинна пройти так званий тест на 16 г в ході сертифікації. Це краш-тест, при якому протягом 0,08 секунд застосовується вантаж приблизно 3,5 тонни. Навантаження виникають насамперед від ваги бортпровідників, які сидять на лавці бортпровідника, яка, в свою чергу, прикріплена до стіни. Для того, щоб дійти до нового оптимізованого за вагою рішення, ми впровадили дизайн, заснований на біологічному організмі. У нашому випадку ми використовували алгоритм, який виникає при зростанні слизової форми "Фізарум". У процесі "генеративного проектування" алгоритм забезпечує структурні конструкції, які виглядають досить нетрадиційно. Це допомагає нам будувати надлишкові конструкції, необхідні для того, щоб мати змогу вводити навантаження, отримані в результаті краш-тесту, у первинну конструкцію літака. Ми розрахували понад 10 000 варіантів дизайну та використали Big Data Analytics, щоб з’ясувати, який найкращий дизайн.
Ця біомімікрія була за замовчуванням або випадковістю було те, що був використаний алгоритм слизової форми?
Бастіан Шефер: Нам було очевидно, що ми хотіли спробувати алгоритм формування слизу, з одного боку, оскільки він досліджувався вже давно, а з іншого боку, він створює надлишкові структури, що призводять до більшої стабільності. Якщо один із шляхів навантаження порушується, у нас все ще є надлишкові шляхи навантаження, які витримують необхідне навантаження.
Який матеріал ви використовуєте для друку?
Чи перегородки вже вбудовані в літаки?
Бастіан Шефер: На даний момент ми знаходимося на етапі створення прототипу і створили перші розділи за допомогою процесу 3D-друку. Вони вже перевірені, і результати випробувань в даний час включаються в подальший розвиток.
Яких подій ви очікуєте у найближчі кілька років? Обробна промисловість зазнає революції?
Про:
Бастіан Шефер є менеджером з питань інновацій в Airbus і отримав диплом HAW Hamburg у 2006 році. З тих пір він працював в Airbus над різними проектами і врешті-решт став частиною команди нагородженої концепцією Airbus Concept Cabin. Бастіан є керівником проекту Bionic Partition, в якому генеративний дизайн пов'язаний з 3D-друком.