Generatiivne Disain Säästab Kuni 500 000 Tonni CO2 Aastas

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Airbus on keerukate disaini- ja tootmisprobleemide lahendamisel tuginenud juba pikka aega Autodeski generatiivsele disainilahendusele. Generatiivset lähenemisviisi tuleb rakendada kahe õhusõiduki komponendi jaoks: biooniline vahesein ja A320 vertikaalse saba uus versioon.

Mis on generatiivne disain?

Generatiivne disain, mida nimetatakse ka generatiivseks disainiks, on protsess, mille käigus uuritakse erinevaid disaini- või ehitusvariante. Projekteerijad, arendajad või insenerid sõnastavad kõigepealt disaini eesmärgi ja sisestavad selle generatiivsesse tarkvarasse koos paljude erinevate parameetritega, sealhulgas jõudluse, ruumiliste tingimuste, materjali, tootmisprotsesside või kulueesmärkidega. Tarkvara arvutab nüüd sisendparameetrite kombineerimise teel kõik võimalikud lahendused ja genereerib seega hulga disaini alternatiive võimalikult lühikese aja jooksul. Lõpuks testib tarkvara kõiki neid iteratsioone ja määrab, mis töötab ja mis mitte.

Biooniline vahesein on tavadetailidest 45% kergem

Airbus näitas oma esimest generatiivse disainiga teostatavusuuringut juba 2015. aastal: nn biooniline vahesein. Airbusi innovatsioonijuht Bastian Schäfer töötas koos oma meeskonnaga välja Airbusi kontseptsioonitasandi - visiooni 2050. aasta reaktiivlennukile. See kujundab seda, kuidas reisijad tulevikus reisivad.

Uus partitsioon peaks:

• olema praegusest seinast palju kergem, et õhusõiduki kaalu kavandatud viisil vähendada,
• olema piisavalt stabiilne kahe kokkupandava istme hoidmiseks, millel stjuardessid saavad väljumise ja maandumise ajal istuda,
• omama ava, mille kaudu saab lahtisi esemeid salongi sisse ja välja vedada,
• olema maksimaalselt ühe tolli paksune ja
• mis on kinnitatud lennukiruumi külge ainult neljas kohas.

Nutikas inseneripäev

Tootmise digiteerimine nõuab tootearenduse ümbermõtestamist. Smart Engineering Day pakkumised otsuse toetust valiku kõige sobivamad meetodid, kujundamist ja arukate toodete ja masinad.

Rohkem infot

Vaheseina ülesandeks on eraldada reisijateruum õhusõiduki kambüüsist ja seeläbi kannavad pardapersonali kokkuklapitavad istmed.

Airbusi biooniline vahesein pidi järgima rangeid parameetreid, mis käsitlevad kaalu, koormusi ja nihkeid, mis tekivad lennuõnnetuse korral 16 g tsentrifugaaljõu mõjul lennukile. Meeskond soovis leida parima viisi nende nõuete täitmiseks ja lennuki skeleti optimeerimiseks. Seetõttu kirjutasid generatiivse disaini tarkvara insenerid algoritmid, mis põhinesid kahel looduse kasvumustril: limavormi ja imetajate luude kasvumustritel.

Pildigalerii

Saadud konstruktsioon on võrekonstruktsioon, mis näib meelevaldne, kuid mille eesmärk oli olla nii stabiilne kui ka kerge ning ehituse ajal võimalikult vähe materjali kasutada.

Ümberkujundatud biooniline vahesein on seda tüüpi tavalistest osadest 45 protsenti kergem, kuid sama stabiilne. Kaalu vähendamisel on positiivne mõju lennuki CO ₂ tasakaalule. Airbusi hinnangul säästab uus disainilahendus lähenemisviisi korral peaaegu pool miljonit tonni CO ₂ aastas, kui vahesein paigaldatakse praegusele A320 õhusõiduki paigutusele.

Generatiivne disain

Nasa ja Autodesk on Jupiteri ja Saturni reisi arengumaad

Vaheseinte alternatiivsed valmistamisviisid

Algselt pidi vahesein olema toodetud 3D-metallitrükis. Seda meetodit ei olnud lennunduses vajalike materjalide nõuete tõttu siiski võimalik rakendada. Alternatiiviks on segu klassikalisest valamistehnoloogiast ja 3D-printimisprotsessidest: Airbus valmistab kõigepealt plastikust 3D-prinditud vormi ja valatakse seejärel komponendiks sulamis, mis on juba heaks kiidetud lendamiseks.

Biooniline partitsioon 2.0 on sama stabiilne ja kerge kui eelkäija. „Kohandatud disain muudab bioonilise komponendi tootmise palju lihtsamaks. Esimene prototüüp on juba töödes ja valmib loodetavasti enne selle aasta lõppu,”sõnab Airbusi Autodeskiga koostöö eest vastutav disainer Bastian Schäfer. Tänu optimeerimisele saab bioonilise vaheseina 2.0 toota isegi sama kuluga kui praegu kasutatav komponent, ütles Airbus Autodeski ülikoolis.

Sajad uue sabauime disainimisvõimalused

Airbus optimeerib ka mõnda muud õhusõiduki osa - A320 vertikaalset saba (kõnekeel: sabauime). Lennuki vertikaalse saba funktsioon on pakkuda suunastabiilsust ja vähendada külgliigutustest tulenevat aerodünaamilist ebaefektiivsust. Generatiivse disain lähenemine Autodesk võimaldab tal arendusmeeskond, sadu mängides läbi disaini alternatiive. Kõik need vastavad vertikaalse saba nõuetele jäikuse, stabiilsuse ja massi osas, kuid pakuvad samal ajal eeliseid kaalu osas, millel on lennunduses oluline roll.

Lisandite tootmine

Kerge istmeraam säästab kaalu kuni 550 kg

Tuleviku tootmissaalid

Airbus uurib praegu, kas seda tehnoloogiat saaks kasutada tulevaste tootmishallide kavandamisel. Eesmärk on kiirendada tõhusamate logistiliste protsessidega mootorite kokkupanekut ja seeläbi tõsta ka töötajate tootlikkust. Tootmishoonet saab paindlikult kohandada ka ettevõtte praegustele ja tulevastele nõudmistele.

"Generatiivne disain võimaldab meil välja töötada säästvama arhitektuuri, mis maksaks paremini töötajate vajaduste ja töötingimuste eest," selgitab Schäfer. „ Generatiivne disain on muutnud ka seda, kuidas me mõtleme ja kuidas läheneme millegi kujundusele. Generatiivne kujundus ületab ettekujutatud arusaamad ja pimedad kohad. Pole tähtis, millist kujundusvõimalust me valime, oleme kindlad, et seda tüüpi tootmisüksus töötab tõhusamalt ja seda on odavam ehitada.”