Aditivní řešení výzev spojených s provozem amerického letectva
Díky použití 3D tiskárny Stratasys Origin® One získal tým první místo za optimalizovanou verzi tradiční hydraulické svorky potrubí C3175-9J používané v letounech F-16, která musí splňovat přísná kritéria vojenského průmyslu.
Údržba letounů F-16
Americké letectvo při údržbě stárnoucích komponentů letadel stále častěji čelí problémům, které se týkají vysokých nákladů, zdlouhavosti procesu a malé přizpůsobitelnosti dodavatelskému řetězci. Ministerstvo často hledá inovativní technická řešení, aby letadla mohla nepřetržitě létat a zároveň se mohla dále modernizovat. V roce 2020 uspořádalo otevřenou soutěž, jejímž cílem bylo rychle najít nová a kreativní řešení 3D tisku pro výrobu hydraulických potrubních svorek C3175. Tisíce těchto svorek se používají v letadlech F-16 například v podvozku, a často po delším vystavení vibracím, chemikáliím a proudění teplého vzduchu selhávají. Dříve byly tyto svorky vyráběny vstřikováním nebo CNC obráběním z fenolického materiálu, který uvolňuje toxický formaldehyd.
Společnosti nTopology a Stress Engineering Services oslovily společnost Origin (kterou v roce 2021 koupila společnost Stratasys), aby uzavřely spolupráci na novém konstrukčním a výrobním řešení svorky C3175-9J. Cílem týmu bylo použít technologii P3™ na 3D tiskárně Origin One, algoritmy pro optimalizaci topologie společnosti nTopology a odborné znalosti společnosti Stress Engineering Services v oblasti designu a analýzy. Trvalo pouhé dva týdny provádění každodenních iterací návrhu, prototypování a testování nových návrhů, než se dospělo k řešení, které splňuje přísné požadavky na letovou způsobilost, je lehčí a jeho výroba efektivnější.
Výběr materiálu
Na výrobu poloviny svorky tým vybral inovativní nehořlavý materiál od společnosti Henkel, který splňuje přísné letové požadavky a normu UL 94 V-0 (hoření se zastaví do 10 sekund). LOCTITE® 3955, fotopolymerní materiál odolný proti ohni, kouři a toxicitě, je nehořlavý, extrémně chemicky odolný a zvládá i široké rozmezí nízkých a vysokých teplot. LOCTITE 3955 dokáže zabránit dopružování, které je vlastní termoplastickým materiálům.
Tým použil pokročilý software na zařízení Origin One k tisku ze dvou různých materiálů. Z pevného nehořlavého materiálu a z pružného elastomeru LOCTITE IND402, který sloužil jako poutko mezi oběma polovinami svorky. To zjednodušilo následující montáž techniky letadel i instalaci svorek v terénu. Každá sestava byla během tisku sériově označena pro účely inventarizace, sledovatelnosti a provenience dílů.
Použití 3D tiskárny Origin One snižuje vysoké náklady na nástroje pro malosériovou nebo zakázkovou výrobu a poskytuje flexibilitu pro rychlé a nákladově efektivní změny návrhů dílů. Lze tak zachovat jejich vysokou kvalitu a snížit náklady. V případě této aplikace je systém Stratasys Origin One schopen vyrobit 54 polovin svorek za 24 minut. Za jediný den lze na jedné tiskárně vytisknout 1296 polovin svorek. Postprocessing jedné série pak lze dokončit zhruba za 20 minut.
Vítězný finální produkt
V prestižní soutěži Advanced Manufacturing Olympics pořádané organizací Rapid Sustainment Office (RSO) získaly týmy Origin, nTop a Stress první místo v soutěži a porazily tak silnou konkurenci odborných týmů a výrobců OEM z celých USA.
Tým nakonec vytiskl více než 400 různých dílů a také vlastní testovací přípravky pro interní funkční testování. V rámci 100 testů se zkoumala instalace, uchycení potrubí, tolerance vlivu teploty, setrvačnost zatížení a manipulace s nákladem. Konečný optimalizovaný návrh svorky C3175-9J používaný v letadlech F-16 zdvojnásobil pevnost původního dílu a zároveň snížil jeho hmotnost.
Výroba na vysoké úrovni
Stratasys Origin One je transformativní 3D tiskárna umožňující sériovou výrobu dílů pro konečné použití z různých vysoce výkonných materiálů. Výrobci mohou díky technologii programovatelné fotopolymerizace P3™ dosáhnout špičkové přesnosti, konzistence, detailů a mechanických vlastností. Vysoká propustnost v kombinaci s nejlepší opakovatelností ve své třídě pomáhá rozšiřovat výrobu bez zpoždění pro rychlejší uvedení na trh a flexibilitu v reakci na změny v poptávce, a navíc při zachování minimálních zásob. Již dnes tak můžete řešit i ty nejnáročnější výzvy výroby.
Stáhněte si naši případovou studii
Získejte inspiraci a nápady pro své vlastní projekty a cíle. Stáhněte si naši případovou studii a objevte, jak jsme pomohli našim klientům řešit jejich výzvy a jaké strategie jsme použili k dosažení úspěchu.