Kredit:Frank Peters, Shutterstock
Flygindustrin har gått över till att använda avancerade kompositmaterial på grund av deras lätta egenskaper, styrka och hållbarhet. Tillsammans med ökad flygplansproduktivitet och prestanda gör användningen av dessa avancerade material design och tillverkning av kostnadseffektiva flygplansstrukturer och komponenter mer utmanande. Att möta dessa utmaningar kommer att leda till en minskning av vikt och bränsleförbrukning, kortare tillverkningscykler och ökad energieffektivitet vid flygplansmontering.
Nuförtiden är många flygplansdelar 3D-printade kompositer. Att bädda in kolnanorör (CNT) under tillverkningsprocessen av komponenter är mycket lämpat för det övergripande arbetsflödet. Inbyggda sensorer är idealiska för högvärdiga och kritiska flygplanskomponenter eller procedurer. För sådana komponenter kan 3D-utskrift vara ett kostnadseffektivt sätt att tillverka och bädda in integrerade sensorpaket.
Forskare med stöd av DOMMINIO-projektet utvecklar inbyggda sensorer som möjliggör realtidsövervakning av flygplan under flygning. De 3D-printade delarna inbäddade med CNT-fibrer genererar data som sedan kan användas för att övervaka delen. Detta kan minska monteringskostnaderna och begränsa behovet av att använda många kablar för att koppla ihop sensorerna.
Bättre förutsägande underhåll
"Sensorerna designas för att vara gjorda av dessa fibrer, som är otroligt lätta jämfört med befintliga material och som dessutom förbrukar väldigt lite energi", säger Dr. Moisés Zarzoso, forskningsassistent vid projektpartnern IMDEA Materials Institute, Spanien, i en nyhet publicerad på "3DPrint.com." "De är också 3D-utskrivbara och med tanke på att de är CNT-fibrer kan de enkelt bäddas in i en komponent tillverkad av traditionell kolfiber, vilket är ett mycket vanligt material i flygplansproduktion."
En viktig aspekt av projektet är användningen av digitala tvillingar. Dr Zarzoso förklarar, "De kallas digitala tvillingar eftersom de är mycket exakta digitala modeller som uppdateras under hela livscykeln, och replikerar den fysiska delen eller komponenten i flygplanet i realtid. Genom sin inbyggda sensor är den fysiska delen kan kommunicera direkt med ingenjörer på marken. Om du till exempel hade en kollision under flygningen från hagel, skulle information om eventuell skada på delen registreras av den sensorn och sedan skickas automatiskt till dess digitala tvilling. information, de simuleringar som vi utvecklar kommer att kunna analysera risken som en potentiell påverkan kan inducera i komponentens strukturella integritet och att bestämma dess återstående livslängd."
De 3D-printade flygplanssensorerna kan hjälpa till att spara kostnader på flera sätt. Dessa inkluderar mer exakta underhållsuppehåll, flaggningsproblem innan de orsakar flygförseningar och kontroll och analys av komponenter.
DOMMINIO-projektet (Digital metod för förbättrad tillverkning av nästa generations MULTIFUNKTIONELLA flygskrovsdelar) utvecklar en ny digital metod för design, tillverkning och certifiering av multifunktionella och intelligenta flygskrovsdelar. Den avslutas i juni 2024. + Utforska vidare
