Strojnícka fakulta ;; NewStructure; (University of Paderborn)

Priama výroba konštrukčných prvkov pre platformu novej generácie

newstructure

Finančná agentúra: iniciované a financované Európskou vesmírnou agentúrou (ESA)

Trvanie: 10/2013 - 04/2015

V C.I.K. Z tohto projektu vznikla nasledujúca dizertačná práca: „Inteligentná optimalizácia geometrií výrobkov pre aditívnu výrobu“ od Thomasa Reihera, 26. októbra 2018.

V C.I.K. Z tohto projektu vzišiel tento vedľajší produkt: AMendate.

Projekt NewStructure skúmal účinky aditívnej výroby na letecké a kozmické diely, so zvláštnou pozornosťou venovanou telekomunikačným satelitom. Boli preskúmané a vyčíslené výhody prechodu z konvenčne vyrábaných na aditívne vyrábané diely.

Posudzovali sa rôzne typy žiadostí:

  • Prípad 1: malé, identické prvky použité na rôznych platformách
  • Prípad 2: väčšie a zložitejšie diely s vysokými nákladmi na obrábanie

Cieľom bolo znížiť náklady na materiál, hmotnosť a výrobný čas v porovnaní s tradičnými výrobnými metódami. Pretože sa výrobná metóda zásadne líši od bežných techník, musí sa výrobný proces a dizajn úplne prepracovať. Na systematické identifikovanie príležitostí na optimalizáciu bol použitý iteračný prístup.

Podľa týchto dvoch prípadov boli identifikované a triedené štrukturálne prvky. Typickými relevantnými dielmi sú diely s vysokým pomerom buy-to-fly (pomerom objemu suroviny ku konečnému objemu) a diely s časovo náročnými a zložitými výrobnými krokmi. Na základe týchto aspektov možno predpokladať, že aditívne vyrobené diely budú mať značné výhody vďaka výrobe tvaru takmer čistej siete.

V projekte NewStructure boli vyvinuté návrhové návrhy a výrobné stratégie pre aditívne vyrobené diely, pre ktoré boli zhromaždené a popísané požiadavky na tieto diely. Do vývoja boli zahrnuté charakteristiky procesov AM. Okrem zváženia dizajnu hrá dôležitú úlohu aj výber materiálu. Na tento účel sa vplyv materiálových nákladov v porovnaní s nákladmi na prepravu zvážil a vyhodnotil na základe už vykonaných štúdií.

Nakoniec bola vykonaná analýza nákladov na kvantifikáciu výhod aditívnej výroby v telekomunikačnej satelitnej aplikácii. Očakávanými výhodami boli na jednej strane nižšia hmotnosť a priaznivejší pomer buy-to-fly a na druhej strane kratšie výrobné časy v porovnaní s tradičnými výrobnými metódami. Najmä pre primárne konštrukčné prvky, ktoré sa často vyvíjajú časovo kritickým spôsobom, je tu možné očakávať veľkú výhodu z dôvodu rýchlejšej výroby.