3D Printing Technology: สร้างแบบจำลองในอุโมงค์ลม-Wind Tunnel Model

CRP Technology ร่วมมือกับ Leonardo Helicopter Division สร้างแบบจำลองในอุโมงค์ลมโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

โครงการนี้อนุญาติให้ CRP Technology ไฮไลท์การรวมตัวกันระหว่างเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติขั้นสูงแบบ SLS (Selective Laser Sintering) และ Windform วัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง ด้วยวัสดุ Windform นี้เองทำให้สามารถทดสอบและสร้างแบบจำลองใน wind tunnel หรือ อุโมงค์ลมได้เสร็จสมบูรณ์ในระยะเวลาอันสั้น ด้วยผลลัพธ์เป็นเยี่ยมและมีคุณสมบัติเชิงกลและ aerodynamic ที่มีประสิทธิภาพสูง โครงการนี้เกี่ยวข้องกับการผลิตชิ้นส่วนภายนอกบางส่วน เช่น ส่วนหัวและห้องนักบิน ลำตัวด้านหลัง nacelles ถังเชื้อเพลิงภายนอก fairings ของโมเดลในอุโมงค์ลม (มาตราส่วน 1: 8.5) สำหรับต้นแบบของใบพัดประธาน หรือ tilt rotor Leonardo HD รุ่นใหม่ AW609 สร้างด้วยเทคโนโลยี SLS และวัสดุคาร์บอนคอมโพสิต Windform® XT 2.0 ทั้งสองอย่างซัพพลายโดย CRP Technology

แบบจำลองในอุโมงค์ลม หรือ wind tunnel model ได้รับการออกแบบ ผลิตและประกอบภายใต้การควบคุมของ Leonardo Helicopter Division โดย Metaltech S.r.l สำหรับซีรีย์ของการทดสอบอุโมงค์ลมความเร็วต่ำโดยเฉพาะ การทดสอบเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อให้ได้ระดับความสูงมาตรฐานของเที่ยวบินซึ่งจะดำเนินการทดสอบที่ Leonardo HD wind tunnel facility และที่ Politecnico ของมิลานสำหรับ high angles ของ flight envelope (ได้แก่องค์ประกอบสำคัญๆ ที่ต้องคำนวณเพื่อให้การบินปลอดภัย เช่น ความเร็วของเครื่องบิน กำลังของเครื่องยนต์ ความสามารถควบคุมของนักบิน ความเร็วลม ระดับความสูง เป็นต้น)

ในระหว่างรอบการทดสอบเซสชันต่างๆ รูปทรงภายนอกหลากหลายแบบได้ถูกปรับเปลี่ยนและตรวจสอบเพื่อทำความเข้าใจปรากฏการณ์ aerodynamic ทั้งหมด ด้วยเหตุผลสองข้อในการใช้เทคโนโลยีของ CRR Technology ก็คือ

• ความต้องการในเรื่องของ timetable ที่สั้นมาก แต่มีระดับความน่าเชื่อถือและความสามัญสูงสุดเพื่อผลิตชิ้นส่วนภายนอกสำหรับแบบจำลองในอุโมงค์ลม
• การวิจัยวัสดุที่มีคุณสมบัติทางกลและอากาศพลศาสตร์สูงสำหรับส่วนประกอบเหล่านี้ ซึ่งโดยปกติจะใช้วัสดุคอมโพสิตแบบดั้งเดิมในการออกแบบและผลิตโครงสร้างหลักภายในด้วยอลูมิเนียมอัลลอยด์ซึ่งเหมาะสมสำหรับการนำไปใช้งานอย่างง่าย ด้วยรูปทรงใหม่สำหรับอากาศยานในอนาคต หรือ เพื่อปรับปรุงโซลูชันด้านต่างๆ

Design conditions

เพื่อให้มั่นใจว่าแบบจำลองสามารถต้านทางต่อแรง หรือ loads ที่คาดหวังได้ ในขั้นตอนต่างๆ ของการทดสอบอุโมงค์ลม จึงได้มีการคำนวณในเรื่องของ stress และ strain การประเมินความแข็งแรงของโครงสร้างดังกล่าวเกิดขึ้นกับส่วนประกอบแบบจำลองที่สำคัญทั้งหมดและสำหรับเงื่อนไขการโหลดที่กำหนดไว้

Process and result

ปัญหาแรกก็คือขนาดของต้นแบบ เนื่องจากส่วนประกอบบางอย่างมีขนาดใหญ่กว่า construction volume ของเครื่องพิมพ์ 3 มิติจึงจำเป็นต้องผลิตชิ้นส่วนบางชิ้นแยกต่างหาก

Finishing

เมื่อผลที่ออกมาในขั้นตอนสุดท้ายสอดคล้องกับตารางเวลาและลักษณะของชิ้นส่วนที่วางไว้ตั้งแต่ต้น แบบจำลองจึงถูกทดสอบที่ Leonardo HD wind tunnel facility ที่ Bresso (Mi) ในส่วนของการทบทวนพฤติกรรมเครื่องบินอย่างละเอียด Leonardo Helicopter Division ได้ทำแคมเปญการทดสอบอุโมงค์ลมความเร็วสูงที่ NASA Ames Unitary Plan 11 โดยอุโมงค์ลม transonic 11 ฟุตครอบคลุมความเร็วระหว่าง Mach 0.2 ถึง Mach 0.6

 

About The Author