Origin和nTopology合作為F-16開發3D打印的航空航天部件

魔猴君  行業資訊   1613天前

就在上個月底，我們報道了由美國空軍快速支持辦公室（RSO）組織的首屆先進制造業奧運會。在這則新聞中，我們報道了由Origin領導的團隊已被選中參加。 Origin是Origin-One可編程光敏聚合物3D打印機背后的加利福尼亞公司，與生成設計和拓撲優化軟件提供商nTopology以及德克薩斯州的工程咨詢公司Stress Engineering Services合作，共同應對了Approval Sprint挑戰。在10月20日至23日的舉辦的虛擬賽事中，該團隊獲得了第一名。

圖片由Origin，nTopology和Stress Engineering Services提供

這場獨特的虛擬賽事，即高級制造業奧運會，面臨著五個挑戰，這些挑戰集中在增材制造和逆向工程方法上：技術數據包中繼，零件箱地板練習，物料障礙，供應鏈馬拉松和批準沖刺。批準沖刺要求團隊通過設計，分析和交付具有同等性能的傳統零件的增材制造的替換解決方案來滿足空軍機隊的快速生產需求，這些解決方案可以快速部署以維持F-16戰斗機的運行。“先進的制造技術能夠快速生產以維持生產；但是，如果不對空軍的認證方法和批準新材料，新工藝和新零部件的時間表進行重大改進，就很難利用這些能力。選定的Sprint審批團隊將競爭提供聚合物增材制造的替代解決方案，以快速部署指定的F-16飛機部件。這項技術挑戰的目標是確定創新的戰略，以快速設計，鑒定和部署可持續解決方案，并利用新的制造材料，工藝和組件。”

Approval Sprint挑戰賽于今年8月底開始，為獲勝團隊提供了100,000美元的潛在合同，該團隊與美國空軍簽約.Origin領導的獲獎團隊已于9月開始遠程合作，結合了nTopology的設計解決方案和Stress Engineering的專業知識，為解決具有挑戰性的F-16組件問題開發可行的解決方案。有問題的零件是F-16獵鷹（被認為是世界上最成功的經過戰斗驗證的戰斗機）的液壓管夾。該夾具是空軍F-16機隊數千輛液壓鉗的C1375系列的一部分，是F-16起落架腔中的一個組件，其幾何形狀或設計始于1966年。這些零件由于“長時間暴露在振動，化學環境和熱循環中”，通常會失效。此外，傳統的夾具零件制造方法會產生有毒的甲醛氣體，生產成本高，交貨期長。

圖片由nTopology提供

獲獎的多材料夾具組件是在nTopology平臺上設計，在Origin One 3D打印機上進行3D打印，并經過Stress Engineering Services驗證的，是從八個競爭產品中選出的，包括其他公司Stratasys，Markforged和National Institute for航空研究（NIAR）。 Origin團隊的多材料零件是使用漢高開發的Loctite 3955（一種阻燃，耐化學腐蝕的材料）和一種用于系繩材料的彈性體IND402制成的，Origin自2015年以來一直與它在開放材料計劃中合作。該零件，具有一對夾具和3D系繩，可一次完成打印，成功滿足了挑戰性要求–涵蓋尺寸精度，應力/載荷，易燃性，溫度額定值，噴氣燃料暴露，振動耐受性，液壓油暴露和發動機機油暴露。

多材料3D打印液壓鉗–在Orign One上單一構建。圖片由nTopology提供

對于這個成功的解決方案，一批54個半模的生產時間為24分鐘，一天內可能打印1,296個，一批的后處理需要20分鐘，而零件成本為1.25美元。 AM組件的剛性是傳統夾具的兩倍，重量減輕了5％，可以很容易地用一只手組裝，并按需制造。即使在大流行期間，團隊的三名成員也在三個時區進行了遠程協作，進行了30多次設計迭代，進行了100多次測試，并打印了400多個零件，最終在短短30天內產生了成功的解決方案。該零件還在打印過程中進行了序列化，以確保零件的可追溯性，出處和庫存管理，從而在提高供應鏈效率和可靠性方面增加了AM優勢。“我們期待與空軍研究實驗室和空軍生命周期管理中心合作，為越來越多的3D打印零件建立官方技術數據包。” Origin聯合創始人兼首席執行官Chris Prucha說。

如今，憑借其在關鍵任務組件開發和更換中經過證明的增材制造，設計和工作流程解決方案，空軍更有可能與Origin簽訂合同。對于該公司（成立于2015年，由Apple和Google領導）來說，這是對其增材制造生產中開放平臺方法的充分驗證，該公司去年才推出了基于可編程光聚合（P3）技術的Origin One 3D打印機。nTopology還舉辦了一個網絡研討會，介紹他們在開發獲獎夾具設計和解決方案方面的故事和過程。這家具有創造力的設計軟件公司上個月剛剛完成了4000萬美元的C輪融資，并于10月與NTT DATA XAM Technologies簽署了發行協議，以在日本市場推動AM的發展。

nTopology的液壓夾具設計方法。圖片由nTopology提供

nTopology航空航天與國防技術總監Ryan O’Hara博士說：“我們在先進制造業奧運會的Sprint認證技術挑戰賽中獲得第一名，我們感到很榮幸和自豪。與Origin和Stress Engineering的一流團隊一起工作既簡單又有益。這證明了結合設計，分析和制造的所有專業知識可以帶來前所未有的創新和產品設計。”應力工程服務團隊負責人Matt Sanders表示：“我們非常感謝有機會通過Origin和nTopology參與這一挑戰。他們是兩家領先的AM技術領先公司。在這場充滿挑戰的大流行期間，我們的團隊能夠找到協作和創新的方法。”   

增材制造工作流程。圖片由nTopology提供

點評：在此類應用中，增材制造不僅對降低這些成本至關重要，而且對于提供現實世界中先進的制造解決方案和數字化工作流程也至關重要，它們是可持續，高效，性能更好的替代傳統關鍵任務零件供應，維護，更換，部署和可重復性的選擇。隨著飛機，衛星，設備和基礎設施的老化，美國空軍從根本上尋求創新戰略，以降低維持空軍機隊和基礎設施運營的巨額成本，同時提高戰備狀態。  

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39748.html