3D printed composite material structures for aerospace

用于航空航天的 3D 打印复合材料结构

• 批准号: 555921-2020
• 负责人: Hubert, Pascal
• 金额: $ 9.29万
• 依托单位: McGill University
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=720962
• 关键词: 3D; printed; composite; material; structures

One of the challenges in today's aerospace industry is the energy efficient and cost-effective manufacturing of low-volume components. While the usage of thermoplastic composites becomes increasingly common in today's aircrafts, metallic fasteners and brackets remain the most common solution to fasten various components. Due to advancements in numerical modelling and design optimization, the design complexity of aircraft components is steadily increasing. This results in the demand of specialized low volume production of complex hardware, small and large sized components. Canadian aerospace suppliers are therefore highly motivated to develop new methods to fabricate aircraft certified hardware and components that improve on current design flexibility and mass, while maintaining the required safety standards and mechanical properties. Research in the field of additive manufacturing of polymer-based composites, specifically fused filament fabrication (FFF) shows a promising solution as an innovative manufacturing process. The objective of the proposed research project between Hutchinson Aerospace and Industry and McGill University is the scientific and technological advancement of FFF technology to make the materials and process suitable to produce repeatable high-quality parts for the aerospace industry. More specifically, this project strives for advancements in the field of 3D printable composite materials, processing of high-performance composites via FFF, as well as the reduction of the notorious process variations associated to 3D printing by leveraging smart monitoring technology coupled with numerical simulation approaches. In addition, the development of an innovative and robust, large scale 3D printing system will push the state of the art of additive manufacturing for aerospace parts to a new level.#(cr)#(lf)L'un des défis de l'industrie aérospatiale actuelle est la fabrication rentable de pièces à faible volume. Alors que l'utilisation de composites thermoplastiques devient de plus en plus courante dans les avions d'aujourd'hui, les attaches et supports métalliques demeurent la solution la plus courante pour attacher diverses composantes. En raison des progrès de la modélisation numérique et de l'optimisation de la conception, la complexité de la conception des composantes d'avion est en constante augmentation. Il en résulte une demande de production spécialisée à faible volume de composantes complexes de petite et grande taille. Les fournisseurs canadiens en aérospatiale sont donc très motivés à développer de nouvelles méthodes pour fabriquer des composantes certifiées qui améliorent la flexibilité et le poids des designs actuels, tout en respectant les normes de sécurité. La recherche dans le domaine de la fabrication additive de composites à base de polymères, en particulier la fabrication par filaments fondus (FFF), montre une solution prometteuse. L'objectif du projet de recherche proposé entre Hutchinson Aérospatiale et Industrie et l'Université McGill est l'avancement scientifique et technologique de la technologie FFF pour rendre les matériaux et les processus adaptés à la production reproductible de pièces de haute qualité pour l'industrie aérospatiale. Plus précisément, ce projet vise des avancées dans le domaine des matériaux composites imprimables en 3D, le traitement des composites haute performance via FFF, ainsi que la réduction des variations de processus associées à l'impression 3D en tirant parti d'une technologie de surveillance intelligente couplée à des approches de simulation numérique.

当今航空航天行业的挑战之一是低量组件的节能和成本效益的制造。尽管在当今飞机中，热塑性组件的使用变得越来越普遍，但金属紧固件和支架仍然是固定各种组件的最常见解决方案。由于数值建模和设计优化方面的进步，飞机组件的设计复杂性正在稳步增加。这导致了专门的低容量生产复杂硬件，大小尺寸的组件的需求。因此，加拿大航空航天供应商具有很高的动力，可以开发新的方法来制造飞机认证的硬件和组件，以改善当前设计灵活性和质量，同时保持所需的安全标准和机械性能。在基于聚合物的组件的添加剂制造领域的研究，特定的融合细丝制造（FFF）显示了一种有希望的解决方案作为创新的制造工艺。 Hutchinson Aerospace和Industry和McGill University之间提议的研究项目的目的是FFF技术的科学和技术进步，旨在使材料和过程适合为航空航天行业生产可重复的高质量零件。更具体地说，该项目致力于在3D可打印材料领域的进步，通过FFF处理高性能构图，以及通过利用智能监控技术与数值模拟方法相连的智能监测技术来减少与3D打印相关的臭名昭著的过程变化。此外，大型3D打印系统的创新且强大的开发将使航空航天零件的增材制造的状态将新级别推向新的水平。 Alors Que l'listiation de Composites热塑料公司强烈希望支持支持社会传播的解决方案的传播。这是复杂发展的复杂方法。这是一个不断发展的复杂。产生社会中最具创新性和最有力的要素是一种不确定性的根源。跆拳道。四个国家的国家参与了世界的Fabriquets的创建以及世界竞技场的设计。四个学期是制造多态性（FFF）的基础，以及非常规的解决方案。该公司在技术领域具有良好的影响力，旨在促进技术的发展。另外，这是在该国创建的Projet，是3D开发的Projet，其组成是不可能的。复合材料（例如通过FFF的性能）以及3D技术过程中的变化过程，该过程智能地结合了模拟的目的。