イタリア、ヘリコプター模型の3Dプリント用新複合材料を開発

イタリア、ヘリコプター模型の3Dプリント用新複合材料を開発
出典: 複合材料応用技術ネットワーク

風洞試験は、航空機設計における力、モーメント、圧力を直接測定し、気流の状態を視覚化するために、空気力学者が長年使用してきた技術です。航空会社は風洞試験用に特別な小型航空機モデルを設計・製造することがよくありますが、この作業は困難な場合があります。イタリアの Leonardo SpA (旧 Finmeccanica) は、木材、金属、従来の複合材料を使用して模型を製造していました。しかし、従来の材料とプロセスを使用して模型を製造するには、特にエンジニアが風洞試験中に設計を変更したい場合、多くの時間と労力がかかります。



レオナルド ヘリコプターズ (旧アグスタウェストランド) は、ミラノ工科大学の自社風洞実験室と施設で標準飛行姿勢での一連の専用低速飛行テストに使用するために、1:8.5 スケールの AW609 ティルトローター航空機の新モデルを必要としていました。さらに、エンジニアは、モデルの外部形状を自由かつ迅速に変更して、その空力性能を把握できるようにしたいと考えていました。これを実現するために、レオナルドはイタリアの企業 Metaltech Srl と協力し、イタリアの企業 CRP Technology が製造する Windform というブランドの 3D プリント材料を使用しました。

Metaltech は、Leonardo の CAD 設計ファイルに基づいて、アルミニウム合金と鋼鉄を使用して内部構造の骨組みを構築しました。 CRP Technology は、Windform XT 2.0 炭素繊維強化ポリアミド複合材料を使用し、金属フレームに合わせて選択的レーザー焼結法 (SLS) で胴体と機首部品、フェアリング、ナセルとローター、尾翼、翼、フラッペロンのモデルを 3D プリントしました。 Windform XT 2.0 複合材料は、高速生産、高剛性、高破断伸び、良好な寸法公差、細部の再現という Leonardo の要件を満たしています。予想される荷重条件下での構造強度テストでは、Windform は風荷重によるたわみに対して十分な耐性を示しました。

CRPテクノロジー社は、一部の部品は設計寸法が3Dプリンターの構築範囲を超えたため、セクションごとに製造する必要があったと述べた。 CAD ファイルに基づいて、風洞条件と風洞内でコンポーネントが受ける可能性のある圧力に応じてセグメント化された部品が設計されるため、製造時間とコストは増加しません。 3Dプリントのプロセスは4日以内に完了し、部品は防水加工と塗装が施されてからMetaltechに送られ、金属骨格構造に組み立てられました。

イタリアが3Dプリントを開発

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