Titanium trykbeholder til rumudforskning bygget med succes ved hjælp af Wire + Arc additiv fremstillingsprocessen

Et team bestående af Thales Alenia Space, Cranfield University og Glenalmond Technologies har med succes produceret en første fuldskala prototype af en titanium trykbeholder, der skal bruges i fremtidige bemandede missioner til rumudforskning.

Stykket er cirka 1 m i højden og 8,5 kg i masse. Lavet af titanlegeringen (Ti-6Al-4V), det er blevet deponeret ved hjælp af Wire + Arc Additive Manufacturing (WAAM)-processen, som Cranfield University har været banebrydende i løbet af det sidste årti.

Takket være at kunne gå direkte fra digital tegning til slutstruktur, WAAM har integreret to individuelle stykker i en enkelt del; eliminering af behovet for smedning i lang tid; og væsentligt reduceret mængden af ​​affaldsmateriale, der blev fjernet ved maskinbearbejdning.

Hvis den fremstilles traditionelt, komponenten ville have krævet omkring 30 gange mere råmateriale end dens endelige masse. Ved at bruge WAAM -processen, mere end 200 kg Ti-6Al-4V er gemt for hvert element. Der er plads til at forbedre dette yderligere, og Cranfield arbejder på innovative metoder til at deponere tættere på den endelige tykkelse.

WAAM-formen blev fremstillet i Cranfield og derefter sendt til Glenalmond Technologies, hvor den blev aflastet, laserscannet, bearbejdet og inspiceret ved hjælp af en ultralydsmetode. Den endelige inspektion blev udført af Agiometrix ved hjælp af en computertomografi (CT-scanning) til intern kvalitetsanalyse og en optisk scanner, med Thales Alenia Space, der sikrer, at delen opfyldte de mekaniske krav og specifikationer.

Efter kontrollerne, projektteamet er overbevist om, at fartøjet opfylder de kørselstekniske og kvalitetsmæssige krav. Holdet går nu videre til bygningen af ​​en anden prototype, med det formål at udføre en finjustering af hele fremstillingscyklussen, at demonstrere processens repeterbarhed og pålidelighed, og at skubbe implementeringen af ​​den nye tilgang ind i flyvehardwaren.

Eng. Massimo Chiampi, Studieleder for Additive Manufacturing-projekter hos Thales Alenia Space, sagde:"Vi ledte efter en innovativ fremstillingsløsning til tanke, som typisk lider af lang leveringstid med den konventionelle produktionsrute baseret på subtraktiv bearbejdning. Takket være dette projekt, vi har vist, at vedtagelsen af ​​WAAM -teknologi øger vores produkts konkurrenceevne. En genstand i næsten net-form fremstilles på få dage - sammenlignet med flere måneder, der er nødvendige for indkøb af standard smedeprodukter - og også mængden af ​​bearbejdning reduceres konsekvent. Vi har opnået en 65% reduktion af den samlede leveringstid uden at opgive de ønskede forestillinger, og dette giver en fordel også med hensyn til designfleksibilitet, gør det muligt at besvare kundernes behov på et sent stadium af projektet."

Dr. Jialuo Ding, Principal Research Fellow ved Cranfield University og Chief Scientist ved WAAM3D, sagde:"Vi har udviklet WAAM-teknologi i mere end 10 år, og det er meget tilfredsstillende at se den nå dette niveau af kommerciel modenhed. Vi er meget begejstrede for at udrulle teknologien gennem vores nye spinout-virksomhed, WAAM3D. Vi er også yderst tilfredse med arbejdet udført af Glenalmond Technologies, som har beskæftiget sig med en del med begrænset bearbejdningsbeholdning, perfekt og ved deres første forsøg. "

Dr. Filomeno Martina, Seniorlektor ved Cranfield University og CEO for WAAM3D, sagde:"Denne del blev bygget ved hjælp af software og hardware, der er blevet udviklet i løbet af det sidste årti; disse er endelig klar til kommercialisering gennem et nyt spin-out firma fra Cranfield, WAAM3D. Denne del har givet os mulighed for at teste WAAM3Ds innovative løsninger på en højt profileret bruger sag, med en meget aggressiv tidsskala. Vi er meget stolte over det automatiseringsniveau, der er opnået på Cranfield University. WAAM3D vil stille alle disse værktøjer til rådighed for industrisamfundet i de næste par måneder, og vi ser frem til indvirkningen på industriel storskalig additivfremstilling, dette vil have. "