風(fēng)洞試驗(yàn)是航空動力學(xué)家長久以來用于直接測量飛機(jī)設(shè)計中的受力、力矩、壓力以及可視化氣流情況的技術(shù)。航空公司通常會為風(fēng)洞測試設(shè)計和制造特別的小尺寸飛機(jī)模型,然而這一工作可能并不輕松。意大利Leonardo SpA(原Finmeccanica)公司過去曾用木材、金屬及傳統(tǒng)復(fù)合材料制作模型,然而使用傳統(tǒng)材料和工藝制作模型需要花費(fèi)大量時間和精力,特別是當(dāng)工程師想要在風(fēng)洞測試期間對設(shè)計進(jìn)行更改時。
Leonardo直升機(jī)業(yè)務(wù)部(原AgustaWestland)需要一臺 1:8.5 比例的AW609 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的全新模型,用于在公司自有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室和位于Politecnical di Milano的工廠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)飛行姿態(tài)下的一系列專用低速飛行測試 。此外,工程師希望能夠自由、快速地改變模型的外部幾何形狀,以了解其空氣動力學(xué)性能。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),Leonardo與意大利metaltech Srl公司合作,并使用了意大利CRP Technology公司商標(biāo)為Windform的3D打印材料。
根據(jù)Leonardo公司的CAD設(shè)計文件,metaltech公司用鋁合金和鋼材構(gòu)造出一個內(nèi)部結(jié)構(gòu)骨架。CRP Technology公司采用 Windform XT 2.0 碳纖維增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料,利用選區(qū)激光燒結(jié)工藝(SLS)3D打印模型的機(jī)身和機(jī)頭組件、整流罩、機(jī)艙和旋轉(zhuǎn)器、尾翼、機(jī)翼和襟副翼,以便與金屬骨架匹配。Windform XT 2.0 復(fù)合材料可滿足Leonardo公司對快速生產(chǎn)、高剛度、高斷裂伸長率、良好的尺寸公差和細(xì)節(jié)重現(xiàn)的要求。在預(yù)期負(fù)載條件下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測試中,Windform材料展示出了足夠的抗風(fēng)載撓度。
CRP Technology公司表示,由于部分零部件的設(shè)計尺寸超出了3D打印機(jī)的構(gòu)造范圍,因此必須分段制造。在CAD文件基礎(chǔ)上,分段零部件根據(jù)風(fēng)洞隧道條件和部件可能在其中承受的壓力進(jìn)行設(shè)計, 無需增加生產(chǎn)時長和成本。3D打印工序在四天內(nèi)完成,零部件經(jīng)防水、噴漆處理后交付至 metaltech公司,裝配到金屬骨架結(jié)構(gòu)上。