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人工智能与材料技术成就超合金,揭示Fraunhofer的futureAM项目如何助力下一代飞机发动机

人工智能与材料技术成就超合金,揭示Fraunhofer的futureAM项目如何助力下一代飞机发动机

    在亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所Fraunhofer ILT的领导下,“futureAM – 新一代增材制造”是于2017年11月推出的,旨在将金属部件的增材制造加速至少10倍。重点呈现从订单到完成金属3D打印组件的数字和物理增值的整体视图,目标是向增材制造的新一代技术迈进。在亚琛Fraunhofer ILT的领导下,另外五个Fraunhofer研究所(IWS,IWU,IAPT,IGD和IFAM)正在参与该项目。  本期,一起来领略Fraunhofer IWS研究所在通过增材制造下一代材料方面的进展。

4D打印纤维增强热塑性复合材料的性能表征和有限元分析

4D打印纤维增强热塑性复合材料的性能表征和有限元分析

       4D打印是基于3D打印出现的一项新技术,因其能够将3D打印出的结构在外界激励下随时间发生形状或结构变化而广为人知。目前,基于熔融沉积(fused deposition molding, FDM)工艺的4D打印存在制件力学性能差以及由于材料模型和数值模拟的限制造成的设计精准度差的问题。为了解决以上问题,美国卡内基梅隆大学的研究者设计了一种由聚乳酸(PLA)和碳纤维增强聚乳酸(CFPLA)材料构成的复合结构,以提高4D打印产品的结构强度,并通过材料性能表征,采用有限元分析方法实现了产品设计的精确模拟。

仿真释放3D打印-增材制造潜力

仿真释放3D打印-增材制造潜力

增材制造俗称3D打印,是上世纪末出现的一种新的制造工艺。由于各种限制,没能在工业界普遍应用。在新工业时代的技术条件和应用环境下,这一技术被工业界重新重视,并得到快速应用。

     在《你用仿真当花瓶,我们用它改变世界》中,安世亚太高级副总裁田锋提到之所以能够实现再设计,是因为新技术、新工艺的出现,其中具有代表性的新工艺便是增材制造。不把将增材制造单纯作为一项制造技术来看,反对用增材制造技术去打印一个传统产品。增材制造可以实现传统工艺手段无法制造的设计,赋予了正向设计无限自由,只需要从需求和功能出发来进行产品设计,而不需要考虑制造的约束,进行颠覆式创新。对于增材制造所提供的无限创新空间,设计本身是没有规范和标准的,因此仿真便成了最重要的工具。因此,再设计是仿真技术的第一个深层次应用。

美国空军为22亿美元的B-2隐形轰炸机3D打印零件

美国空军为22亿美元的B-2隐形轰炸机3D打印零件

     中国3D打印网8月4日讯,美国空军生命周期管理中心的B-2计划办公室的任务是确保B-2轰炸机在2030年代初期一直保持实用并处于飞行状态,直到被其更先进的隐形机新型号B-21取代。为了延长这架致命飞机的寿命,并使现有的B-2轰炸机机队为将来的任务做好准备并保持活跃状态,B-2计划办公室的航空工程师转向了增材制造。该技术用于创建永久性保护罩,以防止意外安装在机身上的附件驱动器(AMAD)解耦开关,该开关控制发动机与飞机的液压和发电机动力的连接。
        20架B-2飞机中的每架飞机都有一个四开关面板AMAD,该面板位于两人座舱的左侧。当同时激活所有开关时,机组人员别无选择,只能退出飞机,因为飞机将没有电力和液压动力。在机组人员翻转其中一个开关后,2018年,一架B-2喷气式飞机被迫在科罗拉多斯普林斯紧急降落,迫使B-2计划办公室提出创新解决方案来解决关键问题。当时,位于密苏里州怀特曼空军基地的第509炸弹联队的B-2飞行员和指挥官约翰·J·尼科尔斯(John J. Nichols)向密苏里州诺伯·诺斯特高中的一组学生求助,他们设计了3D打印原型AMAD面板可在72小时内以1.25美元的价格出售。现在,B-2计划办公室提供了20款新的增材制造封面,价格约为4,000美元,并将在2020年末或2021年初交付给机队。
旋钮Noster高中机器人团队的学生设计了一块保护板,覆盖了B-2隐形轰炸机驾驶舱中的四个开关

  旋钮Noster高中机器人团队的学生设计了一块保护板,覆盖了B-2隐形轰炸机驾驶舱中的四个开关(图片由美国空军/凯拉·怀特中士提供)
        B-2计划办公室的航空工程师罗杰·泰勒(Roger Tyler)说:“增材制造是未来的方式。 B-2机队数量很少。它们只有20个,因此无论何时需要在飞机上做一些事情,成本都是一个问题。但是,通过增材制造,我们可以设计出一些东西,并在一周内将其打印出来,从而将成本降至最低。”
       保护板的开发借助了《增材制造设计规则书》,该书由美国空军生命周期管理中心(AFLCMC)的产品支持工程部创建。空军金属技术办公室(MTO)负责人Jason McDuffie表示,该规则手册提供了增材制造领域的设计指南和经验教训,特别是直接金属激光熔化和熔丝沉积建模技术的使用,并已得到应用。帮助为空军创建各种重要零件。
B-2飞机机身安装的附件驱动解耦开关的3D打印保护盖
  B-2飞机机身安装的附件驱动解耦开关的3D打印保护盖(图片由美国空军生命周期管理中心提供)
         “这部分(AMAD)是独一无二的,从来没有与之等效的商业版本,因此我们必须在内部进行开发.”泰勒补充说。 “增材制造使我们能够快速进行原型设计,并通过多次迭代,为飞行员和维修人员创造了最佳设计。我们已经完成了适航性确定工作,目前正处于最后阶段,以便在B-2机队上实施机盖,这将是第一个获得批准并安装在B-2机上的增材制造零件。”


如何在恶劣的军事环境中为美国空军提供3D打印电子产品

如何在恶劣的军事环境中为美国空军提供3D打印电子产品

    中国3D打印网8月3日讯,3D打印正在成为军方的核心力量,最近有一组开发人员正在测试旨在承受恶劣环境的电子材料。详细信息在“用于印刷电子包装的多材料系统的机械和温度弹性”中进行了概述,其中概述了使用两种不同的3D打印技术来比较在挑战性条件下适用于偏远地区的材料。
研究和测试由以下人员进行:
.美国空军研究实验室
.橡树岭国家实验室
.鲍尔航空航天技术公司
.杨百翰大学
.S.陆军RDECOM-ARDEC
.Sciperio(nScrypt研究小组)
        工具(FiT)平台中的nScrypt Factory以及SmartPump微分配工具头是用于3D打印该设备的主要系统,该设备用于模拟电子封装。样品部分由基板上的固化导电膏电路(杜邦CB028)(使用Kapton®和FR4)和不带盖的包装圆筒组成。

研究材料的热膨胀系数(CTE)

Fraunhofer的高速激光材料沉积技术与移动机器人结合

Fraunhofer的高速激光材料沉积技术与移动机器人结合

2020年,每个人都已经在谈论大功率EHLA沉积速率超过2m²/ h的加工速度。凭借EHLA工艺,Fraunhofer表示,该工艺对当前抗腐蚀和磨损保护的加工工艺具有改进作用。由于硬铬电镀消耗大量能量并且具有粘合和孔隙率的缺点,而热喷涂在所用材料方面可能相当浪费。相比之下,EHLA方法加工出来的涂层是无孔的,从而改善粘合情况并降低裂纹和孔隙的发生的可能性。除此之外,根据Fraunhofer,EHLA技术比热喷涂节约90%的材料。

透视金属3D打印的现状、挑战与下一步市场格局

透视金属3D打印的现状、挑战与下一步市场格局

  根据MarketsandMarkets的最新研究报告,2019年全球3D打印金属市场估计为7.74亿美元。这家研究公司预测,到2024年,市场规模将超过31亿美元,从2019年到2024年,年均复合增长率为32.5%。推动这一增长的原因是航空航天、国防和汽车终端对3D打印金属的需求不断增长。

      虽然目前增材制造系统供应商仍然在市场上面临技术局限以及进入到量产方面的各种挑战,不过值得欣慰的是2020年金属3D打印各方面将取得重大市场进展。本期3D科学谷与谷友结合国际与国内的发展来共同领略金属3D打印的现状、挑战与下一步市场格局。

金属级增材制造行业研究分析报告

金属级增材制造行业研究分析报告

以下文章来源于九鼎投资 ,作者余继伟、王勇

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如何使用拓扑优化结果创建几何模型

如何使用拓扑优化结果创建几何模型

        拓扑优化是一种优化技术,可以将模拟域划分为需要保留或删除的区域。优化使用要删除区域中物理场的近似表示,因此我们应从几何图形中删除这些区域并进行新的仿真以验证优化结果。借助 COMSOL 软件,我们可以根据拓扑优化结果图创建几何图形以进行进一步分析,并可以将其轻松导出到 CAD 软件中。

高熵合金3D打印进展

高熵合金3D打印进展

高熵合金处于金属材料界的前沿。它们被用作生产高温涡轮叶片、高温模具、切削工具上的硬涂层甚至第四代核反应堆部件的替代材料。但是,大家对HEA3D打印缺乏全面的了解。为了解决这个问题,来自新加坡科技设计大学(SUTD),南洋理工大学(NTU),华中科技大学和湖南大学的研究人员合作,对HEA 3-D打印的最新成果进行了详尽的综述。该研究发表在《Advanced Materials》上。

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