Druk 3D SLS Sinterit w projekcie SAE Aero Design
-
Szybkie prototypowanie
Technologia druku 3D SLS od Sinterit była jednym z elementów sukcesu, jaki Studenckie Koło SAE Aero Design z Politechniki Warszawskiej odniosło w prestiżowych zawodach w Stanach Zjednoczonych.
SAE Aero Design to seria konkurencyjnych wydarzeń z zakresu inżynierii lotniczej i mechanicznej organizowanych w USA od 1986 roku. Celem konkursu jest zapewnienie studentom inżynierii rzeczywistych wyzwań inżynierskich.
Polski zespół z Politechniki Warszawskiej uczestniczy w tych zawodach od 31 lat jako jeden z faworytów. W tym roku zespół zdobył trzy nagrody główne podczas dwóch edycji – East i West – pierwsze i trzecie miejsce w różnych kategoriach, a łącznie stanął na podium trzynaście razy.
Celem konkursu SAE Aero Design jest zaprojektowanie i zbudowanie bezzałogowego statku powietrznego zdolnego do uniesienia jak największego ładunku.
Istnieją trzy kategorie statków powietrznych: Micro, Regular i Advanced.
Części wydrukowane na drukarce 3D SLS firmy Sinterit zostały wykorzystane w kategorii Regular. Jakie były założenia?
Samolot zbudowany zgodnie z zasadami klasy Regular musiał mieć rozpiętość skrzydeł od 120 do 216 cali, drogę startową do 100 stóp, a moc silnika elektrycznego ograniczoną do 750 W. Dodatkowo maksymalna długość każdego z elementów użytych w konstrukcji samolotu nie mogła przekroczyć 48 cali.
Zespół składający się z 20 studentów pracował przez sześć miesięcy nad opracowaniem sześciu modeli: czterech w kategorii Micro i dwóch w kategorii Regular. Ponieważ SAE Aero Design ma dwie edycje – East i West – polski zespół zdecydował się wziąć udział w obu.
Projektowanie i przygotowanie samolotu
Jakość i precyzja wykonania części, a także ich lekkość, są kluczowe w przemyśle lotniczym.
Zastosowanie drukarki SLS 3D – Lisa X firmy Sinterit – było naturalnym wyborem.
Kluczową cechą technologii SLS jest praktycznie nieograniczona swoboda projektowania geometrii, która w połączeniu z izotropowymi właściwościami mechanicznymi wydruków pozwala na tworzenie wytrzymałych, a jednocześnie lekkich części.
Ponieważ zasady konkursu SAE Aero Design zabraniają użycia kompozytów włóknistych, wydruki z Lisa X z powodzeniem przejęły ich funkcję.
„Druk SLS pozwala nam projektować części o złożonej geometrii i precyzji, która jest nieosiągalna w drukarkach FDM/FFF. To kluczowe przy redukcji masy. Praktycznie izotropowe właściwości mechaniczne gotowego wydruku (w przeciwieństwie do druku FDM/FFF) również mają ogromne znaczenie. Dzięki temu możliwe jest znacznie swobodniejsze projektowanie elementów.” – mówi Michał Włodarczyk, koordynator samolotu w klasie Regular.
Studenci z Politechniki Warszawskiej zaprojektowali jeden z elementów mocowania belki ogonowej samolotu R23 (taką nazwę nadano konstrukcji), mając na uwadze zastosowanie technologii SLS. Mocowanie belki ogonowej przenosi bardzo duże siły i momenty, będąc jednocześnie kluczowym elementem konstrukcyjnym. Dzięki praktycznie nieograniczonym możliwościom projektowania geometrii, udało się stworzyć element bardzo lekki i wytrzymały.
Poznaj Lisa X
Szukasz drukarki 3D, która spełni Twoje potrzeby?
Zawody
Aero Design East odbyły się na lotnisku Paradise Field w Lakeland, w stanie Floryda.
Podczas trzydniowych zmagań samolot o nazwie „Czapla” wykonał osiem lotów, osiągając maksymalne obciążenie 7,47 kg przy masie własnej 8,7 kg. Zespół zajął ostatecznie czwarte miejsce.
Miesiąc później, na Thunderbird Field w Fort Worth w Teksasie, „Czajka” również wykonała osiem lotów i tym razem zajęła trzecie miejsce w klasie Regular, pokonując sześćdziesiąt zespołów z całego świata.
Tymczasem zawody Aero Design West zakończyły się zwycięstwem w klasie Micro, w której zespół z Politechniki Warszawskiej zdobył pierwszą nagrodę.
Choć był to już 31. start w tych zawodach, to po raz pierwszy wykorzystano w konstrukcji technologię druku 3D SLS, co otwiera nowe perspektywy na przyszłość i jeszcze lepsze wykorzystanie zaawansowanych możliwości druku przyrostowego przy projektowaniu zwycięskich konstrukcji lotniczych.
