空客金屬打印A320隔離艙進行得怎么樣了？

之前，空客與歐特克的The Living設計工作室合作,，為空客A320飛機開發(fā)了一個大尺寸的“仿生”機艙隔離結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)名稱為Scalmalloy，是通過新型超強,、輕質(zhì)合金材料使用直接金屬激光燒結(jié)成型技術3D打印而成的。

據(jù)了解，Scalmalloy結(jié)構(gòu)在2016年進行測試,，計劃安裝在每一架新的空客A320上,，用于分隔客艙后部的食品準備區(qū)域。如今,，2017年來到了,，空客的這一計劃進行得如何？

空客在2016年就致力于實現(xiàn)3D打印進入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)領域,，并且不僅僅是塑料3D打印,，更是金屬3D打印。為此,，空客的3D打印設備囊括了EOS ,、Concept Laser、SLM Solutions等選擇性激光融化設備,。并且其位于英國的工廠還通過Arcam的EBM選擇性電子束融化工藝制造零件,。除此之外，空客還通過Sciaky的電弧焊3D打印設備以每小時高達1公斤的沉積速率來制造大型零件,。

Scalmalloy結(jié)構(gòu)的亮點在于仿生學,，不僅更輕，而且更強,。比原來的結(jié)構(gòu)輕55磅,，由于重量減輕效率，考慮到每家飛機的服役情況,，這將累計帶來高達96000噸的二氧化碳排放量的減少,。而如果未來將該結(jié)構(gòu)擴展到整個機艙，其節(jié)約將更為驚人,，相當于每年減少465,000噸的二氧化碳排放量,，好比陸地上減少了96,000輛汽車對大氣的污染。所以說,，Scalmalloy結(jié)構(gòu)的價值不僅僅在于自身對材料的節(jié)約,，更在于對能源的節(jié)約和環(huán)保的影響。

Generative Design－創(chuàng)成式設計是項目成功的關鍵,，歐特克有著非常明確的目標和約束,。該機艙結(jié)構(gòu)只能通過四個點連接到機身上。而且為了滿足應急措施,，還需要把一個分區(qū)中的一部分可以隨之被拆掉,，使得一個擔架可以進入柜中。

Scalmalloy生物的結(jié)構(gòu)靈感來源于細胞結(jié)構(gòu),，歐特克通過自定義的算法,，使得該結(jié)構(gòu)特別適合于高強度,，低重量要求的航空零件。結(jié)構(gòu)模塊像網(wǎng)絡一樣連接起來,，可最大限度地減少材料的使用,。更甚的是，這樣的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被設計成高韌性的方式,，一個或多個節(jié)點斷裂的時候,，并不影響整個網(wǎng)絡的穩(wěn)固性。該隔離結(jié)構(gòu)共需要122個3D打印部件,，分七個不同的批次打印完成,。

輕量化是Scalmalloy設計的一大亮點，而與我們通常所見到的通過胞元結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輕量化不同的是,，每個單獨的結(jié)構(gòu)都是相當密實的,，而通過這些密實的結(jié)構(gòu)件的“拼接”實現(xiàn)了重量輕、強度高的組合結(jié)構(gòu),。這在航空航天領域確實是有一個令人腦洞大開的發(fā)現(xiàn),。

另外一個亮點是“化整為零”，將體積較大的結(jié)構(gòu)件分拆成像樂高一樣的組件,，從而這些小的組件可以通過金屬打印的方式完成,。盡管如此，通過相對較小的粉床床增材制造技術建造這些產(chǎn)品仍然是耗費時間的,。

空客最近展示了這一挑戰(zhàn)的解決方法通過EOS M400和Concept Laser的設備制造這些組件,。根據(jù)增材制造的要求，通過軟件對建模結(jié)果進行優(yōu)化,，使得每次的制造都能充分利用粉末床的構(gòu)建空間,。

空客發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實的困難是3D打印件之間的連接，熱等靜壓后,，空客需要重新測量每片組件,，并找到連接的面，然后通過數(shù)控銑床的加工來實現(xiàn)組件之間的緊密接合,。目前空客依靠手工作業(yè)來完成工序之間的銜接,，空客計劃將粉末床制造用于Scalmalloy組塊的生產(chǎn)在兩年內(nèi)推廣開來，然而這其中有不少的挑戰(zhàn),，如何通過完整的自動化系統(tǒng)將這些工序銜接起來就是挑戰(zhàn)之一,。

圖片：空客組件的機加工需要

當然更大的選擇性激光融化3D打印設備也會對空客有幫助。如果可以加工較大的組塊,，較大的尺寸將減少連接的數(shù)量,，也就減少了必須通過銑床加工的工作量。并且還可以允許更多的組塊在一個加工過程中完成,。如果未來通過更少的加工過程可以完成所有組塊,，那無疑將是對加工效率的極大提升，金屬3D打印用于實際的生產(chǎn)將變得更具可行性,。

來源：3d科學谷
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