풍동 모델용 와이어 아크 적층 가공

작성자: WAAM3D 창립자 겸 CEO Dr. Filomeno Martina

전 세계적으로 풍동 시장은 연평균 성장률(CAGR) +3.3%로 2027년 31억 9천만 달러로 성장할 것으로 예상됩니다. 최초의 밀폐형 풍동이 1800년대에 작동되기 시작한 이래로 공기역학 연구에서 그 가치가 입증되었으며 모든 주요 항공기 프로그램에 근본적인 기여를 해왔습니다. 무인 항공기(UAV)가 점차 대중화됨에 따라 풍동 모델은 엔지니어가 이들 및 기타 여러 항공우주 부품의 양력 대 항력 비율(또는 L/D 비율)을 개선하는 데 도움이 되는 잠재력을 다시 한번 보여주고 있습니다.

이 기사에서는 WAAM3D의 CEO이자 공동 창립자인 Dr Filomeno Martina가 항공우주 연구 회사에서 제품 개발 및 혁신을 개선하기 위해 3D 금속 프린팅을 어떻게 사용하고 있는지, 그리고 이러한 프로토타입이 어떻게 성능을 발휘하는지에 대해 설명합니다.

프로토타입 설계를 통한 항공우주 부품의 테스트 및 개발은 시간이 많이 걸리고 시간이 많이 걸리며 비용이 많이 드는 프로세스가 될 수 있습니다. 그러나 프로토타입이 더 효과적일수록 완제품이 더 좋아지기 때문에 이 단계는 매우 중요합니다. 금속 프로토타입은 고급 단계 및 사전 제작 단계에 사용될 뿐만 아니라 초기, 특히 기계적 및 기능적 성능을 평가해야 할 때에도 사용할 수 있습니다. 금속 프로토타입은 알루미늄, 강철 또는 기타 재료로 제작할 수 있으며 CNC 가공, 판금 성형, 주조 또는 3D 금속 프린팅과 같은 다양한 프로세스를 사용하여 제작할 수 있습니다.

WAAM(Wire Arc Additive Manufacturing)은 대규모 항공우주 프로토타입 및 부품 생산을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가진 3D 금속 프린팅 기술입니다. 이는 티타늄과 같은 재료 가공과 관련된 값비싼 낭비를 피하고 다양한 재료(티타늄, 알루미늄, 내화 금속, 강철, 청동 및 구리에서 인바에 이르기까지)에서 덜 복잡한 중대형 구조를 만들 수 있기 때문입니다. 인코넬과 마그네슘). 십자형, 플랜지, 강화 패널, 날개 리브 등 중대형 항공기 부품을 제작하는 데 특히 적합합니다.

RoboWAAM은 WAAM3D의 대형 3D 금속 적층 프린팅 플랫폼입니다. (이미지: WAAM3D)

최근 몇 년간 영국 베드퍼드에 본사를 둔 Aircraft Research Association Ltd(ARA)는 모델 생성에 소요되는 리드 타임과 비용을 개선할 수 있는 방법을 모색해 왔습니다. 수년 동안 영국 항공우주 산업에 독립적인 연구 개발을 제공해온 이 회사는 북미 서해안에서 유럽을 거쳐 아시아 극동 지역까지 글로벌 고객 기반을 보유하고 있습니다. ARA는 또한 공기 역학 분야의 우수 센터로 인정받고 있으며 세계 주요 상업용 항공기 및 방위 시스템 제조업체를 위한 많은 혁신적인 프로젝트에 참여했으며 기술적 이점을 위해 설계 한계를 뛰어넘는 데 익숙합니다.

이전에 WAAM3D 창립자와 Cranfield 팀과 함께 강철 날개의 잠재력을 조사한 경험이 있는 ARA의 공기역학 엔지니어들은 WAAM이 풍동 모델 리드 타임과 비용을 줄일 수 있는 잠재력이 있다는 것을 알고 있었습니다. 이 이론을 테스트하기 위해 ARA는 Clean Sky 2 연구 및 혁신 자금 지원 프로그램의 일환으로 풍동 모델에 통합될 수 있는 WAAM 공정을 사용하여 생산할 직경 190mm, 길이 350mm의 알루미늄 노즈콘을 선택했습니다(GA 계약 번호 19에 의거). 864803).

직경 190mm, 길이 350mm의 알루미늄 노즈콘은 RoboWAAM 기계로 제작되었습니다(이미지: WAAM3D).

2006년부터 수행된 Cranfield University의 연구를 기반으로 WAAM3D는 대규모 적층 가공 분야의 선두주자입니다. 자체 개발한 제품, 서비스 및 재료를 기반으로 턴키 솔루션을 제공한 경험이 있는 팀은 ARA와 긴밀히 협력하여 노즈콘 디자인을 최적화하여 시간과 비용 절감 측면에서 제공되도록 했습니다. 이를 위해 WAAM3D 팀은 기하학적 구조를 고려하고 대부분의 시작 바 공급원료가 노즈콘 내에 통합된 진동 댐퍼 주위에 구축되었는지 확인했습니다. 이는 퇴적된 재료를 최소화하여 시간, 비용 및 재료를 절약합니다.