Success story: OPTIMIZAREA CAMCOPTER® S-100 LA SCHIEBEL FOLOSIND SOLUȚIILE ALTAIR
Sistemele aeriene fără pilot (UAS) sunt o tehnologie în evoluție rapidă, utilizate pentru o varietate de scopuri atât civile cât și militare. Datorită manevrabilității lor precise în condiții speciale, cum ar fi lipsa unei hărți și accesul pe un teren dificil din punct de vedere geografic, pot fi folosite în domenii precum: patrulare maritimă, incendii și emisii, monitorizare, supraveghere, scanare laser aeriană, precum și filmări cinematografice aeriane. Pentru a asigura navigabilitatea, eficiența și fiabilitatea modelelor de zbor, producătorii UAS se bazează pe tehnici avansate de simulare și producție.
Despre client
Cu sediul în Viena, Austria, Schiebel Group este un producător de drone (UAS) care a reușit să construiască în timp o reputație internațională în fabricarea de produse fiabile atât în domeniul apărării, cât și în cel civil. Pentru a obține modele precise și performante ce folosesc tehnologii avansate, Schiebel folosește o varietate de tehnologii de fabricație de ultimă generație, cum ar fi fabricarea aditivă (AM), dar și soluții avansate de simulare pentru dezvoltarea și construirea modelului CAMCOPTER® S-100.
Din 2020, Schiebel deține o imprimantă 3D ce le permite să fabrice suporturi pentru trenul de aterizare și piese din titan pentru rotorul motorului S-100, de putere și fiabilitate maxime cu cea mai scăzută greutate și dimensiune posibilă. Pentru a valorifica pe deplin avantajele AM, Schiebel folosește soluțiile Altair, în special optimizarea topologică pentru reducerea greutății, simulare structurală pentru validare, dinamica termofluidiă pentru proiectarea sistemului de răcire și optimizarea fluxului intern, simularea dinamicii multicorp, precum și o soluție Altair Partner Alliance (APA) pentru simularea stresului termic.
Schiebel oferă, de asemenea, clienților servicii suplimentare, inclusiv proiectare, optimizare, imprimare, și post-procesare cu certificare EN9100.
Provocarea lor
Ca sistem aerian ce este activ în toată Europa și funcționează cu diverse sarcini utile pentru diferite misiuni, S-100 trebuie să parcurgă distanțe de până la 160 km, zburând mai mult de 8 ore. Acest lucru necesită o arhitectură robustă și fiabilă a vehiculului. În plus, la cerințele de funcționalitate și pentru a oferi clienților săi cei mai exigenți, cele mai bune vehicule din clasă, Schiebel dorește ca modelul său S-100 să fie cât mai ușor pentru a crește raza de acțiune a vehiculului.
Împreună cu obiectivele de înaltă performanță, Schiebel trebuie să se asigure că produsele sale sunt conforme cu mai multe reglementări europene. În acest scop, compania a lucrat deja împreună cu Agenția Europenă de Siguranță a Aviației (EASA), care a creat recent un certificat de operator (LUC) pentru modele de zbor ușoare, ce include linii directoare privind operarea sigură, sistemele de control fiabilile și permise de zbor. Străduindu-se să primească această certificare de navigabilitate, Schiebel avea nevoie de hardware și software pentru a permite companiei să obțină un sistem certificabil care îndeplinește majoritatea cerințelor din diferite țări. Pentru a satisface aceste obiective de dezvoltare exigente și pentru a permite Schiebel să ducă modelul S-100 spre viitor, compania avea nevoie de o abordare multidisciplinară în proiectare.
Soluția Altair
Pentru a se asigura ca vor avea un model ușor cu o arhitectură perfect reglată dar, în același timp, rigid si rezistent, Schiebel a folosit soluții Altair în combinație cu imprimarea 3D.
Inginerii au efectuat o gamă întreagă de simulări, în special pentru a optimiza componentele fabricate prin imprimare 3D. Utilizând instrumentele de optimizare toplogică structurală Altair, Schiebel a redus semnificativ greutatea, menținând în același timp un nivel ridicat de rigiditate și prin urmare, a obținut un model robust. Ulterior, folosind Altair CFD ™ a fost evaluat sistemul de răcire, analizându-se curgerile laminare și turbulente, precum și simularea transferului de căldură conjugat.
Au fost apoi modelate contacte, folosind elemente finite neliniare (NLFE) și sisteme dinamice complexe cu Altair® MotionView® și Altair® MotionSolve®.
- Soluția APA Amphyon a permis Schiebel să simuleze procesul de printare 3D pentru a realiza precizia necesară a noului suport.
Schiebel a profitat, de asemenea, de accesul lor la soluții APA și instrumente aplicate, cum ar fi Amphyon, pentru a simula procesul de imprimare 3D, inclusiv pre-deformarea pieselor în timpul imprimării pentru a obține precizia cerută. Amphyon a fost, de asemenea, utilizat pentru simularea stresului termic, permițând inginerilor să identifice punctele termice vulnerabile și să simuleze rezistența structurii de susținere.
Rezultate
- Optimizarea topologică, urmată de o analiză detaliată a stresului cu Altair® OptiStruct® i-a permis Schiebel să reducă semnificativ greutatea reușind în același timp să producă un design robust.
Datorită soluțiilor Altair, Schiebel a reușit să dezvolte și să producă piese pentru motoare
cu o structură optimizată, bionică și un design excepțional, oferind clienților săi un vehicul aerian ușor și fiabil. Utilizarea combinată a producției aditive cu simularea computerizată a redus de asemenea, greutatea componentelor cu până la 50%, în timp ce rigiditatea și rezistența au crescut cu 50%. Un alt beneficiu major al acestei abordări, este reducerea costurilor de printare 3D, deoarece simulările Amphyon identifică problemele care ar putea apărea în timpul procesului de imprimare, înainte de a se produce, evitând astfel printuri suplimentare din cauza defectelor de fabricație.
„Soluțiile Altair ne-au ajutat să creăm o piesă pentru motorul CAMCOPTER® S-100, optimizată topologic și cu un design eficient care satisface toate cerințele. Simulările computerizate ne-au permis să folosim întregul potențial al producției aditive și astfel să accelerăm dezvoltarea produsului. Datorită expertizei și suportului tehnic de la Altair, suntem capabili să reducem timpul de dezvoltare semnificativ, să reducem costurile și să oferim clienților noștri un raport calitate-preț excepțional ”, a spus Dominik Kohl, șef producție aditivă la Schiebel.
Pentru mai multe detalii vizitați www.altair.com
- Foto deschidere: Mulțumită abordării multidisciplinare Altair, Schiebel a reușit să se dezvolte și să fabrice componente cu o structură optimizată, bionică.
