3D printed composite material structures for aerospace

用于航空航天的 3D 打印复合材料结构

• 批准号: 555921-2020
• 负责人: Hubert, Pascal
• 金额: $ 9.29万
• 依托单位: McGill University
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=720962
• 关键词: 3D; printed; composite; material; structures

One of the challenges in today's aerospace industry is the energy efficient and cost-effective manufacturing of low-volume components. While the usage of thermoplastic composites becomes increasingly common in today's aircrafts, metallic fasteners and brackets remain the most common solution to fasten various components. Due to advancements in numerical modelling and design optimization, the design complexity of aircraft components is steadily increasing. This results in the demand of specialized low volume production of complex hardware, small and large sized components. Canadian aerospace suppliers are therefore highly motivated to develop new methods to fabricate aircraft certified hardware and components that improve on current design flexibility and mass, while maintaining the required safety standards and mechanical properties. Research in the field of additive manufacturing of polymer-based composites, specifically fused filament fabrication (FFF) shows a promising solution as an innovative manufacturing process. The objective of the proposed research project between Hutchinson Aerospace and Industry and McGill University is the scientific and technological advancement of FFF technology to make the materials and process suitable to produce repeatable high-quality parts for the aerospace industry. More specifically, this project strives for advancements in the field of 3D printable composite materials, processing of high-performance composites via FFF, as well as the reduction of the notorious process variations associated to 3D printing by leveraging smart monitoring technology coupled with numerical simulation approaches. In addition, the development of an innovative and robust, large scale 3D printing system will push the state of the art of additive manufacturing for aerospace parts to a new level.#(cr)#(lf)L'un des défis de l'industrie aérospatiale actuelle est la fabrication rentable de pièces à faible volume. Alors que l'utilisation de composites thermoplastiques devient de plus en plus courante dans les avions d'aujourd'hui, les attaches et supports métalliques demeurent la solution la plus courante pour attacher diverses composantes. En raison des progrès de la modélisation numérique et de l'optimisation de la conception, la complexité de la conception des composantes d'avion est en constante augmentation. Il en résulte une demande de production spécialisée à faible volume de composantes complexes de petite et grande taille. Les fournisseurs canadiens en aérospatiale sont donc très motivés à développer de nouvelles méthodes pour fabriquer des composantes certifiées qui améliorent la flexibilité et le poids des designs actuels, tout en respectant les normes de sécurité. La recherche dans le domaine de la fabrication additive de composites à base de polymères, en particulier la fabrication par filaments fondus (FFF), montre une solution prometteuse. L'objectif du projet de recherche proposé entre Hutchinson Aérospatiale et Industrie et l'Université McGill est l'avancement scientifique et technologique de la technologie FFF pour rendre les matériaux et les processus adaptés à la production reproductible de pièces de haute qualité pour l'industrie aérospatiale. Plus précisément, ce projet vise des avancées dans le domaine des matériaux composites imprimables en 3D, le traitement des composites haute performance via FFF, ainsi que la réduction des variations de processus associées à l'impression 3D en tirant parti d'une technologie de surveillance intelligente couplée à des approches de simulation numérique.

当今航空航天工业面临的挑战之一是高效节能和低成本制造小批量部件。虽然热塑性复合材料在当今飞机上的使用越来越普遍，但金属紧固件和支架仍然是紧固各种部件的最常见解决方案。随着数值模拟和设计优化技术的进步，飞机零部件的设计复杂性也在不断增加。这导致了复杂硬件，小型和大型部件的专业小批量生产的需求。因此，加拿大航空供应商非常积极地开发新的方法来制造飞机认证的硬件和部件，以提高当前设计的灵活性和质量，同时保持所需的安全标准和机械性能。聚合物基复合材料增材制造领域的研究，特别是熔融长丝制造（FFF）显示出一种很有前途的创新制造工艺。哈钦森航空航天与工业公司和麦吉尔大学之间拟议的研究项目的目标是FFF技术的科学和技术进步，使材料和工艺适合于为航空航天工业生产可重复的高质量零件。更具体地说，该项目致力于3D打印复合材料领域的进步，通过FFF处理高性能复合材料，以及通过利用智能监控技术和数值模拟方法减少与3D打印相关的臭名昭着的工艺变化。此外，一个创新的、强大的、大规模的3D打印系统的发展将把航空航天零件的增材制造技术推向一个新的水平。#(c)#(c)#(f)L' n des dsamfis de L 'industrie a samrospatiale actuelle是指制造、可租用、可使用的体积。复合材料热塑性材料的使用：不同的材料、不同的材料、不同的材料、不同的材料、不同的材料、不同的材料。在这个过程中，有一个原因，那就是在这个过程中，有一个原因，就是在这个过程中，有一个原因，就是在这个过程中，有一个原因，就是在这个过程中，有一个原因，就是在这个过程中，有一个原因，就是在这个过程中，有一个原因。在生产过程中，有一种要求，即生产过程中有一种要求，即生产过程中有一种要求，即生产过程中有一种要求，即生产过程中有一种要求。4 .加拿大人的薪金薪金是由三个不同的标准组成的：1 .动机、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金、薪金薪金和薪金薪金。研究了复合材料添加剂的制备领域，特别是聚合物基复合材料的制备（FFF），促进了解决方案的应用。L目的是du项目de矫揉造作的建议哈钦森之间法国宇航公司等工业等因为学校麦吉尔est L 'avancement科学化等technologique de la technologie FFF倒rendre les materiaux等活动适应拉生产reproductible de作品德高级质量倒L 'industrie法国宇航公司。此外，该项目还包括：先进的<s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1>（或称“<s:1> <s:1>”）”领域的<s:1> <s:1> <s:1> <s:1>（或“）”领域的<s:1> <s:1> <s:1>（或“）”，通过FFF对<s:1>（或“）”复合材料的高级性能进行了描述，通过<s:1>（或“）”技术对<s:1>（或“）”过程的变化进行了描述，以及监视智能耦合的<s:1>（或“）”方法。