Projekt Bionic Partition; Biomimikria v 3D; Vytlačiť si taskfarm
Bastian Schäfer/Innovation Manager Emerging Technologies & ConceptsAIRBUS
Rohy sú out - Airbus zamestnáva multidisciplinárny tím v rámci otvoreného inovačného projektu, aby sa priečka kabíny lietadla stala ľahšou a stabilnejšou pomocou biomimiky pomocou algoritmu načítania slizovej zátky. Diely sa tlačia pomocou procesu 3D tlače. Materiál je zliatina hliníka, horčíka a škandia pre optimálnu ľahkosť a pevnosť. Úspora hmotnosti je 30 kg, čo má priamy vplyv na emisie CO2.
Aké boli výzvy projektu Bionic Partition?
Bastian Schäfer: Našou úlohou bolo optimalizovať prepážku kabíny - prepážku - pre stredne veľké trysky rodiny A320 od spoločnosti Airbus. Predchádzajúcu konštrukciu tvorí kovový rám, ktorý je vložený do voštiny a opláštený CFRP. Na jednej strane musí byť priečka dostatočne stabilná, aby uniesla „Lavičku pre sprievodcu v kabíne“, sedadlo, na ktorom počas vzletu a pristátia sedia dve letušky. Okrem toho musí byť možné oddeliť časť priečky alebo ju dať sklopiť, aby v prípade núdze umožnili priechod ľuďom na nosidlách. Cieľom projektu bolo v maximálnej miere využiť proces 3D tlače s názvom „Additive Layer Manufacturing“ v spoločnosti Airbus, aby bolo možné týmto spôsobom implementovať nové princípy návrhu. Týmto spôsobom bolo možné generovať štruktúry, ktoré predtým neboli možné pri bežných výrobných postupoch. Naším cieľom bolo znížiť váhu existujúcej priečky najmenej o 30%. Za súčasnej situácie sme dosiahli zníženie hmotnosti o 45%. Stará priečka vážila 65 kg, priečka Bionic iba 35 kg.
Zníženie hmotnosti má vplyv na emisie CO2?
Bastian Schäfer: S každým ušetreným kilogramom spálime v motoroch ročne o 106 kg menej petroleja. Teraz, keď sme znížili hmotnosť o 30 kg, môžeme pomocou Bionic Partition ušetriť okolo 10 ton CO2 ročne. A to je len začiatok. Vieme si predstaviť, že túto technológiu budeme v budúcnosti využívať v rôznych oblastiach konštrukcie lietadiel.
Ako presne ste sa dostali k tomuto oddielu?
Bastian Schäfer: Architekti kabíny Airbusu nám dali skutočne veľmi zložitú úlohu. Deliaca priečka musí byť mimoriadne stabilná, pretože v priebehu certifikácie musí prejsť takzvanou skúškou s hmotnosťou 16 g. Jedná sa o nárazový test, pri ktorom sa do 0,08 sekundy použije zaťaženie približne 3,5 tony. Bremená vznikajú primárne z hmotnosti letušiek, ktoré sedia na lavici letušky, ktorá je zase pripevnená k stene. S cieľom dospieť k novému a hmotnostne optimalizovanému riešeniu sme implementovali návrh založený na biologickom organizme. V našom prípade sme použili algoritmus, ktorý sa vyskytuje pri raste slizovej formy „Physarum“. V rámci procesu „generatívneho návrhu“ poskytuje algoritmus štruktúrne návrhy, ktoré vyzerajú dosť netradične. Pomáha nám to vybudovať nadbytočné štruktúry, ktoré sú potrebné na to, aby sme mohli zaviesť zaťaženie vyplývajúce z nárazovej skúšky do primárnej konštrukcie lietadla. Vypočítali sme viac ako 10 000 variantov návrhu a pomocou nástroja Big Data Analytics sme zistili, ktorý je najlepší.
Táto biomimikria bola predvolená alebo je to náhoda, že sa použil algoritmus slizovej plesne?
Bastian Schäfer: Bolo nám zrejmé, že sme chceli vyskúšať algoritmus slizovej formy na jednej strane, pretože bol dlho skúmaný a na druhej strane generoval nadbytočné štruktúry, ktoré vedú k väčšej stabilite. Ak sa niektorá z ciest zaťaženia pokazí, stále máme k dispozícii redundantné cesty zaťaženia, ktoré vydržia požadované zaťaženie.
Aký materiál používate na tlač?
Sú priečky už zabudované v lietadle?
Bastian Schäfer: Momentálne sme vo fáze prototypu a prvé oddiely sme vyrobili pomocou procesu 3D tlače. Tieto už boli testované a výsledky testov sa v súčasnosti začleňujú do ďalšieho vývoja.
Aký vývoj očakávate v najbližších rokoch? Vo výrobnom priemysle dochádza k revolúcii?
Informácie o:
Bastian Schäfer je manažér pre inovácie v spoločnosti Airbus a diplom získal v roku 2006 v spoločnosti HAW Hamburg. Odvtedy pracoval pre Airbus na rôznych projektoch a nakoniec sa stal súčasťou tímu, ktorý stojí za ocenenou koncepčnou kabínou Airbus. Bastian je projektovým manažérom projektu Bionic Partition, v ktorom je generatívny dizajn prepojený s 3D tlačou.