Driving Innovation l 重新设计航空安全带锁扣

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航空安全带锁扣轻量化


安全带锁扣仅仅是飞机上一个很小的零件,然而如果能实现设计优化,试想一下所有的飞机上的安全锁扣加在一起,所减轻的重量将是非常可观的。

项目最初通过分析传统安全锁扣的结构来得到结论就是保留传统锁扣的结构,优化后的安全锁扣在外形上跟传统锁扣仍然是非常相像的。

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然后轻量化就朝着可以承受相当大的冲击载荷,同时最大限度地减少材料体积的方面努力。设计完成后需要通过FEM有限元仿真测试,然后进入到为了选择性激光烧结而优化的过程。为了让整个制造过程无需支撑结构或者说仅需要很少的支撑结构,产品的设计就需要考虑更多的因素,包括减少悬空的面向下的水平面部分,那些区域总是需要支撑材料。优化的过程需要零件朝向和零件设计的良好结合,最好是零件从基台上象生长出来的一样无需支撑结构。

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最后零件通过线切割的方式从基台上取下来,获得了非常好的几何结构。设计的优点包括一个移动的滑动钳,锁皮带到位,并且是作为主体的一部分,这样不但增加强度,并且消除装配需要和时间。

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结果


最后完成的锁扣,钛合金材质,重量为70克,与传统的重量为155克的锁扣相比,重量减轻了85克。

一架空客A380一共的座位数量在853个,全部加起来锁扣减重72.5公斤。而对于大型飞机来说,1公斤的减重将为其服役期节约45,000升的燃油,那么这些锁扣节约的燃油在330万升,大约价值16.5万欧元

该项目展示了通过增材制造复杂的零部件,虽然单个零件价格是贵的,然而考虑到航空这样的特殊用途,可在长期带来极好的经济效益并且减少碳排放

 

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