Stratasys 3D列印為國際空間站中的義大利望遠鏡提供了動力

雖然3D列印正在改變世界各地零件的製造方式,但該技術也開始改變其上面的事物。

最新的例子:義大利的國際核子物理研究所(INFN –國家核子物理研究所)使用FDM®3D列印技術,生產了認證的3D列印零件,供國際空間站(ISS)使用。作為義大利航天局(ASI)與俄羅斯航天局“ Roscosmos”之間的一項臨時雙邊協議的一部分,INFN使用其Stratasys Fortus 450mc FDM 3D列印機生產了同類產品中的首創的整個機械結構。目前位於國際空間站上的宇宙紫外線望遠鏡,是在ASI的協調下實現的。

 

為了研究國際空間站的地面和宇宙紫外線的發射,名為“ Mini-EUSO”(用於極端宇宙空間天文臺的多波長成像新儀器)的望遠鏡最近被發射到聯盟號火箭上,並成功放置在面向地球的窗戶上ISS的俄羅斯Zvezda模塊。

 

Mini-EUSO繞軌道運行約90分鐘,記錄了視線內的所有空間和大氣物體及事件,包括夜空產生的紫外線排放,瞬態發光事件,流星,空間碎片等,”首席研究員Marco Ricci解釋說。納斯尼納裡·迪·弗拉斯卡蒂(Nasionali di Frascati)國際實驗室實驗室(FNF)和國際合作實驗室(INFN)國家經理EUSO SPB2義大利。最終的科學目標是製作一個在UV範圍(300-400 nm)中的高解析度地球圖,該圖有望顯著推進宇宙射線的研究,同時也可作為未來太空任務的重要實驗。

 

3D列印對該項目的影響已經發生了變化。通過在Mini-EUSO機械結構的整個生產過程中使用3D列印聚合物,該團隊將項目的總成本降低了十分之一,並且每年節省了一年的開發時間。裡奇說:“對於我們來說,這是令人難以置信的結果,我從未想過3D列印。”

 

羅馬INFN機械設計與製造部負責人Tommaso Napolitano表示,生產Mini-EUSO的機械結構面臨若干挑戰。最值得注意的是,該團隊需要的材料應能滿足航空航太工業和ISS的嚴格認證要求,並能承受火箭發射的機械應力和振動。

 

Tomasso說:“我們探索了在達到材料認證的同時可以達到預期性能的多種方法。” “我們甚至用鋁製造了完整的原型,鋁是航空航太中最常見的材料之一。但結果出乎意料之外–結構太重,無法提供內部電流所需的絕緣。”

 

ULTEM9085樹脂被證明是理想的替代品。這種材料不僅非常耐用,而且重量輕,具有出色的絕緣性能,並且具有化學和耐熱性。“可以說,沒有能力在這種材料上印刷Mini-EUSO結構,我們將無法滿足ISS的安全和重量限制,” Tomasso說。

 

ASI協調和資助的Mini-EUSO項目是由JEM EUSO協作(聯合實驗任務–極限宇宙空間天文臺)開發的,該項目是更廣泛的國際計劃,包括法國,德國,義大利,日本,波蘭,俄羅斯,斯洛伐克,瑞典,瑞士和美國。該計劃旨在探索太空中超高能宇宙射線的起源和性質,並將在未來三年內將3D列印的Mini-EUSO望遠鏡留在國際空間站上。

 

理奇說,Mini-EUSO記錄的第一批數據的結果令人鼓舞。

他說:“我為項目的執行方式感到非常自豪,並對取得的成就感到非常興奮。” “對我來說,現在很清楚3D列印如何為科學研究的未來成功和技術進步做出重大貢獻。”

 

INFN是一家義大利政府研究機構,負責促進,協調和開展核,亞核和天體物理學方面的科學研究。實驗室的Nazionali di Frascati實驗室(LNF)是INFN的四個國家研究中心之一,該實驗室還與義大利主要大學合作,作為其研究活動的一部分。在LNF,該團隊有幾台Stratasys FDM 3D列印機用於其生產工作,其中最新的是來自Stratasys本地合作夥伴CAD Manager(隸屬於Energy Group)的另一台Fortus 450mc。此外,該團隊最近首次引入了PolyJet 3D列印,以進一步促進其設計工作。

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3D列印的微型EUSO成功放置在國際空間站俄羅斯Zvezda模塊的面向地球的視窗上。

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Boom Supersonic

Boom Supersonic正在努力實現這一目標!一起來看一下!


超音速商用飛機研發公司Boom Supersonic又給自己設下新挑戰!制造出以2.2馬赫速度飛行的客機,加一次燃料即可飛行8300公裏,並發揮最大的經濟效益。之前,Boom Supersonic創造了“協和式”超音速飛機,但其需要和其他國家合作制造。如今,Boom開始利用覆合材料和現代技術進行制造。Boom轉向FDM技術,與Stratasys建立了合作關系,並采用Stratasys F900 Fortus系統為其客機制造飛行途中所需的部件,其中包括為XB-1制造部件,並計劃今年進行飛行測試。


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Stratasys宣布Boom已經獲取整套飛機內飾解決方案(Aircraft Interiors Solution,簡稱AIS),這是一套用於制造飛機內飾的附加組件,類似於Boom已有的制造工具包。AIS旨在幫助航空公司取得資格,從而生產符合航空標準的部件。眾所周知,空中客車公司、通用電氣公司和波音公司都將在飛機上安裝大量3D打印部件,並且這些3D打印部件可以定制化按需按量生產。到目前為止,3D打印技術在客艙內飾領域取得了重大進展。

 

Boom的XB-1生產主管Mike Jagemann說道:

在與Stratasys合作中,我們采用Stratasys F370和Fortus 450mc 3D打印機,生產了200多個部件,用於工具、原型設計和測試工作台。令我們欣慰的是,有了這些打印機,我們可以現場按需定制化打印,無需從供應商手中購買,節省了數百小時的工作時間,節約成本,使設計周期能夠快速疊代。

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Stratasys的美洲總裁Rich Garrity表示:

Boom Supersonic正在努力實現超音速航空旅行。目前,我們已經可以通過3D打印技術為其提供可靠可重覆使用的工具、夾具和固定裝置,但是我們仍需努力,為其制造堅固、耐用、輕量型產品級的飛機部件。
 


Moog Aircraft Group

令人印象深刻的效率
 

自1950年代成立以來,穆格飛機集團(Moog)就一直為軍用飛機市場提供工程和先進技術。今天,該公司被認為是為世界上性能最高的飛機製造先進解決方案的世界領導者。
 

“能夠在短短幾個小時而不是幾週的時間內嘗試設計構思,進行測試並據此進行重新設計的能力,已經使我們改善了工作量,並減少了整個生產過程中手工操作損壞的發生。”

─  青年穆格航空集團James Stuart


穆格(Moog)的Wolverhampton工廠決定做出重大承諾,以改善其CMM檢查的內部能力。這包括為每個加工零件的檢查操作使用專用夾具。傳統上,夾具和零件對準工具外包給外部供應商,後者由工具鋼製成。“基於CMM改善項目所涉及的固定裝置數量,這將是一筆可觀的支出,”穆格飛機集團製造工程經理James Stuart-Young解釋說。

“此外,從圖紙發佈到收到成品夾具,外包過程通常需要四到六週的時間。經過成本與收益分析之後,我們評估了內部生產這些固定裝置的方式,這些方式可以減少計劃的交貨時間。由於生產速度快和零件成本低,3D列印是首選的製造方法。“ Moog在評估階段審查了許多選擇,並選擇了Stratasys Fortus 380mc 3D列印機,因為它滿足了所有必需的技術標準。 Stuart-Young說,Fortus 380mc在採樣過程中生產出了更穩定的零件。此外,外殼和印刷材料滿足了我們的需求,而且價格在我們的預算之內。
 

內部生產、重新控制生產順序
 

Moog的Fortus在CMM檢查夾具的生產中已接近全部使用。CAD技術可對複雜形狀進行建模,因此可以在單一設置中以有利於多種功能的方式定向零件。關於材料的選擇,Stuart-Young說:“夾具需要對溫度和紫外線穩定,因此我們選擇了ASA象牙。” ASA是紫外線穩定的生產級熱塑性塑膠,可提供強度和高質量的表面光潔度。

在引入3D列印之前,穆格將所有工具和固定裝置的生產分包了出去。CAD技術可對複雜形狀進行建模,因此可以在單一設置中以有利於多種功能的方式定向零件。Stuart-Young說:“內部生產的能力使我們重新控制了優先生產的順序,以適應客戶計劃的需求。” “製造時間因我們要列印的零件範圍而異,但是對於CMM固定裝置,大約需要20個小時。而且,過去花費超過2,000英鎊的固定裝置現在可以製造幾百磅。”
 

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Moog為伍爾弗漢普頓(Wolverhampton)現場生產的每個機加工部件生產專用的CMM夾具。

 

可溶支撐材=更高的效率
 

為了獲得更高的原型製作效率和生產效率,Moog使用Stratasys SR-30和SR-100可溶性支撐材料進行自動免提去除。Stuart-Young說:“我們將印刷零件放入清洗槽中以溶解可溶的支撐材料。” “然後將夾具存儲在CMM機床附近,以方便檢修。” 如今,穆格的Fortus 380mc每週7天,一天24小時不間斷運行。
 

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此外,組裝與測試與開發工程等部門已經意識到製作複雜的工具和固定裝置可以節省時間。使用3D列印機,工程師可以部署不同的層厚度以相應地更改列印時間。Stuart-Young總結道:“能夠在短短幾個小時而不是幾小時內嘗試設計想法,進行測試並據此進行重新設計的能力,使我們在整個生產過程中改善了工作量並減少了人工搬運損壞的發生,” Stuart-Young總結道。

 

 

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3D列印重新定義航空室內設計的未來

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在接下來的幾年中,客運量將成倍增長,迫使航空公司訂購數千架新飛機。

重大投資將主要用於創新內飾。這些解決方案不僅將為乘客提供良好的飛行體驗,而且還將在堅固性,成本效益和減輕重量方面達到建築標準。

內飾:發展的主要領域

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Paperclip Design設計的孔雀套房可以從具有兩間臥室的套房轉變為帶雙層床的家庭房。

重新設計內部空間將導致為客艙,座椅,車載廚房和浴室創建新模塊。這些創新還將包括空調,電動,電子客艙管理,飲用水和廢物處理系統。

另一個有趣的發展領域是機上娛樂和連接市場。該行業包括旨在娛樂旅客旅行的軟件和設計。

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實際上是在顯示阿聯酋航空B777-300ER中心套件中的“窗戶”。

新時代的到來

與其他部門(例如消費電子市場,其法規不太嚴格)不同,航空航太行業相當保守。但是,我們正處於一個新時代的曙光,它正在見證創新技術的廣泛實施。

根據空中客車公司的說法,3D列印將對該行業產生革命性的影響。因此,得知該公司在其A350 XWB中引入了2700多個3D列印塑膠部件就不足為奇了。

採用FDM技術的3D列印

FDM技術是3D列印過程。熱塑性材料被加熱並從固態變為半液態,從而使相鄰的層可以焊接在一起。與使用更常規的方法生產相同零件相比,Spring Srl使用的FDM技術顯著減少了時間,重量和成本。此外,3D列印可以產生高度複雜的幾何形狀。這項技術開闢了可能性的新世界,這意味著工程師可以完全重新考慮每個對象。這些重要的好處引起了航空航太工業的關注。

Spring Srl:航空航太業的第一大合作夥伴

公司可以從Spring Srl在增材製造業務領域20多年積累的豐富知識,專有技術和專業知識中受益。Spring在航空航太製造零件方面取得的卓越成就使該公司獲得了AS9100:2016認證,旨在滿足該行業的嚴格要求。

選擇Spring的經驗可使公司在競爭者中佔據優勢,從而使他們能夠將具有高附加值的創新產品投放市場。

 

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知名建築師兼設計師Neri Oxman

 

我們與知名建築師兼設計師Neri Oxman進行3D列印和設計聊天

 

 

 內裡·奧克斯曼(Neri Oxman)是屢獲殊榮的建築師,設計師和藝術家,也是麻省理工學院(MIT)媒體實驗室的教授,她是調解問題研究小組的負責人。然而,除了履歷表之外,她還以其開創性工作而聞名,該工作使用技術來創建新的材料,物體和構造過程。

 

 

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Oxman最近與我們分享了她的創意和設計過程,以及3D列印技術如何將她的想法變為現實,使她不僅可以設計複雜的形狀,還可以在設計過程中快速反覆運算並在旅途中優化結構和美學。

 

 

我們有機會對Neri進行了追趕,並詢問了Neri突破界限的願景,過程和工作。而且,當然,她使用3D列印。

 

 

您在哪裡找到靈感,以及如何將3D列印等技術因素考慮在內?

 

 

我在所有事物中都能找到靈感,並認為月亮的每一天和每一天都是福氣!感恩會使人在繼續挑戰現狀的同時承擔更大的責任。

 

 

印刷被認為是一種技術,旨在創建三維對象,並以逐層方式連續添加材料。但是,除了這種技術的專有技術外,它還提供了將形狀的創造與其構造方法聯繫起來的方法,使我們回到了工業革命之前的古老工藝傳統。

 

 

3D列印如何增強和提高您將藝術視野變為現實的方式?

 

 

從一開始就一直是我們工作的核心,而實際上是從2002年我們開始將印刷作為設計過程的一部分以來,一直尋求創造一種“有魅力的”材料,使其能夠根據所需的結構和環境條件進行轉換。 。3D列印是能夠以加法方式創建對象的幾種方法之一。儘管距離生物學的發展還很遙遠,但增材製造(尤其是多材料3D列印)使設計師能夠將復雜的幾何形狀的創建與同樣複雜的材料組成相結合。

 

 

利用規模和材料成分的能力可以創建在解析度和復雜度上都接近自然結構的偽像。對像不再是具有均勻特性的離散零件的組合。而是像器官一樣,它們可以在計算上“生長”並3D列印以形成異構的多功能構造。

3D列印

 

 

自加入3D列印以來,您的創作過程如何演變?

 

 

在我團隊的工作範圍內,我們希望認為他們選擇了我們,而不是選擇要使用的材料和技術。我們喜歡使用材料系統而不是材料系統。

 

 

當我們選擇一個材料系統時,跨尺度“破解”其屬性變得更加容易。在我們的工作中,選擇材料系統直接與我們創建的用於處理該系統的技術相關聯。我們非常高興與古老的材料(如絲綢,生物聚合物甚至玻璃)一起工作,從而找到了使它們成型的新方法。

 

 

Stratasys共同創造的一些例子是什麼?

 

 

Monocoque 是我們從事的第一個項目。它是在計算和多材料3D列印相交處設計的最早例子之一,它創建了既剛又軟的結構部件,其材料成分隨預期載荷而變化。

 

 

在“ 想像中的收藏”中添加了一些對像後,我們得以突破位圖列印的界限。與The Mathworks合作,我們提出了計算和製造位圖紋理的新方法,這些位圖紋理可實現列印機解析度固有的比例上的屬性變化。最近,作為Naomi Kaempfer令人著迷的“ 新古代收藏”的一部分,Vespers的第三個也是最後一個系列,我們探索了有生命和無生命成分的組合,將化學信號整合到了我們用於印刷的樹脂中。這樣的信號使3D列印的部件能夠與列印表面上的細胞通信。這樣,印刷品可以體現對其表面表達的基因的預先編程式控制制。

 

 

考慮其中的含義:諸如維生素,抗體或微生物藥物之類的化學物質可以集成到可定制的可穿戴介面中,以適應其用戶的基因構成。其他潛在用途包括可以檢測污染的智慧包裝或可以實時響應並適應環境提示的對環境敏感的建築外觀。

 

 

您與Stratasys的關係如何影響您的工作?

對於過去幾十年來與我建立關係的公司和組織,我深表感謝,Stratasys就是其中之一。這種關係的質量有助於有效地實現項目。隨著項目規模,幾何復雜性和材料複雜性的增加,多年來見證這種關係的發展很有趣。這些挑戰通常伴隨著高水準的動機來解決問題,並在兩方面都突破了可能的界限。

 

 

 

 

當挑戰以瘋狂的動力來應對時,您就知道您正在與合適的人一起工作。那就是我與Stratasys的關係,我為我們共同取得的成就感到自豪。

 

 


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航太科技

Stratasys 技術幫助航太科技製造商更快地創新、更徹底地測試並最大程度地利用資源。


建築

百聞不如一見。採用 Stratasys 3D 列印,建築公司自己就可以直接根據 CAD 資料創造複雜耐用的模型,從而抓住更多機會。

PolyJet 3D 列印技術能夠使用一系列材料(包括準備用於塗裝的剛性感光樹脂)製作建築模型,其光滑程度和細節都令人震驚。Fused Deposition Modeling (FDM) 技術使用生產級熱塑性塑膠構建高強度的零件,以用於必須承載或頻繁使用的模型。