Hexagon 打印燃料空氣分離器，減少空客 A330 的二氧化碳排放量

2024年11月，南極熊獲悉，工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊Hexagon與金屬增材制造（AM）的專業(yè)公司Nikon SLM Solutions攜手合作，成功地對(duì)空客A330飛機(jī)上的燃油空氣分離器進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。這一創(chuàng)新舉措不僅顯著減輕了組件的重量，還為降低航空業(yè)的碳足跡提供了新的解決方案。
△重新設(shè)計(jì)和整合的空客 A330 燃油空氣分離器

燃油空氣分離器的重要性及其挑戰(zhàn)
燃油空氣分離器是空客A330輔助動(dòng)力裝置（APU）中的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)從APU的燃油供給系統(tǒng)中去除空氣，確保在主發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后仍能為飛機(jī)系統(tǒng)提供必要的電力支持。然而，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)下的分離器由超過(guò)30個(gè)獨(dú)立組件構(gòu)成，這不僅增加了生產(chǎn)成本，而且需要復(fù)雜的裝配工藝，如手工焊接等，導(dǎo)致整個(gè)制造流程耗時(shí)且效率低下。

為了克服上述難題，空中客車運(yùn)營(yíng)公司聯(lián)合Nikon SLM Solutions展開(kāi)了深入的研究。研究團(tuán)隊(duì)利用Nikon SLM NXG XII 600系統(tǒng)，這是一種先進(jìn)的金屬增材制造設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的三維打印。借助于這一平臺(tái)，加上Hexagon提供的強(qiáng)大軟件支持，研究人員得以從零開(kāi)始設(shè)計(jì)并制造出全新的燃油空氣分離器。


△Nikon SLM NXG XII 600

成果展示
新設(shè)計(jì)的燃油空氣分離器取得了令人矚目的成果：

●顯著減重：新部件的重量從原來(lái)的35公斤銳減至不到8.8公斤，減重幅度高達(dá)75%。
●集成化設(shè)計(jì)：原本分散的30多個(gè)零件被整合成一個(gè)整體，極大地簡(jiǎn)化了制造流程。
●高效制造：整個(gè)部件僅需68小時(shí)即可完成打印，大大縮短了生產(chǎn)周期。
●環(huán)保效益：據(jù)估計(jì)，每架空客A330在其生命周期內(nèi)因采用此新型號(hào)分離器而減少的二氧化碳排放量可達(dá)264噸。

設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)細(xì)節(jié)
在此次項(xiàng)目中，Hexagon的增材制造設(shè)計(jì)工作流程發(fā)揮了核心作用，特別是其旗下的三款軟件工具——MSC Apex生成設(shè)計(jì)軟件、Simufact模擬工具以及AMSTUDIO構(gòu)建準(zhǔn)備軟件，分別用于實(shí)現(xiàn)部件的輕量化設(shè)計(jì)、打印過(guò)程的優(yōu)化及變形預(yù)測(cè)、以及確保打印數(shù)據(jù)的最優(yōu)化以達(dá)到最佳精度。

展望未來(lái)
盡管目前尚無(wú)明確的時(shí)間點(diǎn)將這款重新設(shè)計(jì)的燃油空氣分離器應(yīng)用于商業(yè)航班，但Hexagon、Nikon SLM Solutions與空中客車運(yùn)營(yíng)公司均認(rèn)為，該項(xiàng)目的成功為未來(lái)飛機(jī)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用增材制造技術(shù)和仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)鋪平了道路。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，可以預(yù)見(jiàn)的是，更加高效、環(huán)保的航空產(chǎn)品將會(huì)逐漸成為現(xiàn)實(shí)。