Hexagon和Stratasys通過(guò)仿真技術(shù)，為航空航天解鎖輕量化新型PEKK材料的潛力

2022年11月19日，南極熊獲悉，Hexagon的制造智能部門和聚合物3D打印解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者Stratasys，已應(yīng)用前者的仿真技術(shù)來(lái)增強(qiáng)Stratasys的高性能、超輕型Antero™系列聚醚酮酮 (PEKK) 材料及其3D打印制造工藝。該模擬技術(shù)為Stratasys客戶提供了獨(dú)特的洞察力，使他們能夠輕量化組件并更快地引入新的可持續(xù)飛機(jī)和航天器。

△洛克希德馬丁公司的獵戶座艙口蓋，由Stratasys的高性能PEKK材料打印而成

需求航空航天材料驗(yàn)證的過(guò)程
這個(gè)餅形部件是美國(guó)宇航局獵戶座飛船艙口蓋組件的一部分。它使用Stratasys® Antero™ 840CN03材料進(jìn)行3D打印，該材料是一種基于PEKK的熱塑性塑料，具有低釋氣性和一致的靜電耗散(ESD)特性。Antero 840CN03為制造商提供了一種高性能、符合ESD標(biāo)準(zhǔn)的3D打印材料，可滿足太空飛行等要求苛刻的應(yīng)用。

3D打印塑料部件為航空航天提供革命性的輕量化，減少能源消耗并增加新飛機(jī)的航程。當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師充分利用材料和工藝時(shí)，它還可以減少因傳統(tǒng)工藝造成的成本浪費(fèi)和交貨時(shí)間。

然而，由于航空航天行業(yè)因安全關(guān)鍵性質(zhì)和法規(guī)，結(jié)構(gòu)部件采用塑料和3D打印技術(shù)的速度仍然很慢。所以，為工程團(tuán)隊(duì)提供仿真工具，以驗(yàn)證這些材料在制造時(shí)是否會(huì)達(dá)到所需的零件性能是“缺失的環(huán)節(jié)”，使設(shè)計(jì)人員能夠在該行業(yè)獲得突破。

這些新型高性能航空航天認(rèn)證材料（Stratasys Antero 840CN03和Antero 800NA），在經(jīng)過(guò)多尺度模型嚴(yán)格驗(yàn)證后，現(xiàn)已添加到Hexagon的Digimat材料生態(tài)系統(tǒng)中，相關(guān)打印工藝參數(shù)來(lái)自Stratasy的航空航天3D打印機(jī)。

使用這些詳細(xì)的專有模型，工程師可以創(chuàng)建數(shù)字雙胞胎，在制造任何物理原型之前，通過(guò)真實(shí)世界的用例和認(rèn)證測(cè)試，可以在現(xiàn)實(shí)中準(zhǔn)確預(yù)測(cè)所選材料和經(jīng)批準(zhǔn)的航空航天專用Stratasys 3D打印零件的性能。

△Hexagon和Stratasys 通過(guò)仿真技術(shù)軟件Digimat，可加快復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)的開發(fā)過(guò)程

Digimat材料建模軟件中
該軟件開發(fā)為開放式，使制造商能夠使用他們首選的有限元分析(FEA)和計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)工具設(shè)計(jì)性能，這樣做的好處是可設(shè)計(jì)出媲美金屬但質(zhì)量更輕的部件。

Antero™系列材料已被用于航空航天工程的前沿領(lǐng)域，已將創(chuàng)新變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，例如洛克希德馬丁公司使用Antero 840CN03打造NASA的獵戶座飛船對(duì)接艙口蓋。通過(guò)使用這些新的仿真工具使嚴(yán)格的數(shù)字工程和虛擬制造成為可能。

Stratasys航空航天業(yè)務(wù)部門負(fù)責(zé)人Foster Ferguson表示：“ Antero 840CN03和Antero 800NA 熱塑性塑料提供了前所未有的強(qiáng)度、耐熱性和耐化學(xué)性。結(jié)合Hexagon的軟件分析和可操作數(shù)據(jù)，這些3D打印材料能夠取代某些應(yīng)用�！�

通過(guò)Stratasys和Hexagon之間長(zhǎng)達(dá)十多年的合作伙伴關(guān)系，包括Ultem™ 9085、Ultem 9085 CG、Ultem™ 1010和Nylon12CF在內(nèi)的幾種高性能熱塑性材料，已被表征并添加到Hexagon的Digimat材料建模軟件中。