Rigid 10K 树脂如何与德克萨斯 A&M 风洞匹配
风洞测试是风洞工程的关键部分,可提供必要的设计压力测量。用于本科教育、工程研究和商业测试的德克萨斯农工大学Oran W. Nicks低速风洞为各种项目进行风洞测试。这些项目包括带骑手的自行车、高尔夫球杆、灯杆装置、飞机、太空再入飞行器等。
Texas A&M Wind Tunnel 的经理兼工程师 Lisa Brown 帮助客户制定测试计划、设计模型并创建代码以帮助他们收集相关数据。对于风洞测试,选择合适的材料是无缝测试与繁琐测试之间的区别。Brown 和她的团队在 NASA 飞机模型测试中寻找 Formlabs 的 Rigid 10K Resin 来替换部件。
关于德克萨斯 A&M 风洞
德克萨斯 A&M 风洞永远不会有沉闷的时刻。Brown 回忆起一个项目,该团队研究了一种扑动的直升机叶片,并在测试中加入了 3D 打印。“我们的速度不到音速的一半。但是,如果我们走得足够快,叶片拍打得足够快,你实际上会从这些叶片的前缘得到冲击波。这不是你想要的直升机。所以我们实际上能够看到这些冲击波发生在我们的低速隧道中,这真的很令人兴奋,“Brown 说。“3D 打印实际上也是该测试的一部分。我们在前缘有一个小的印刷插件,里面有一些传感器。所以整个模型是一个铝制机翼,带有我们可以更换的小插件。
由于德克萨斯 A&M 风洞与不同行业的客户合作,应用范围广泛,因此他们必须具有适应性。“对于我们的航空航天公司来说,他们通常正在寻找其飞机的广泛特征。因此,他们正在研究不同的积累阶段。因此,他们将从一个基本的裸机身开始,然后添加机翼,然后添加尾翼。并查看每个单独组件的力矩。然后是飞机的整体稳定性和控制。那么它能飞得怎么样呢?它在某些情况下会有什么反应?他们可以使用专门的传感器来确定尾鳍的强度吗?那个尾翼上的负载是多少?然后他们可以取回这些数据并弄清楚如何创建该交叉点,使其足够坚固以承受他们期望看到的所有力,“布朗说。“对于我们的其他一些客户来说,这要简单得多。我们可以像城市垃圾桶一样简单地看待事物。他们想知道它会以什么速度在街道上滚动,或者这些盖子开始以什么速度拍打打开,以便他们可以确保他们的产品同样适合市场?
Texas A&M Wind Tunnel 为什么选择 Rigid 10K 树脂
据 Brown 称,该团队一直在考虑更换几年前为 NASA 测试的飞机模型上的一些部件,首先是他们一开始使用熔融沉积建模 (FDM) 3D 打印机用聚碳酸酯打印的部件。
他们转向使用 Formlabs 进行 SLA 3D 打印,以利用 Rigid 10K Resin 等材料。
“我们可以直接将 FDM 与 Formlabs 的打印件进行比较。这让我们大开眼界,因为两者之间表面质量有很大差异。所以我们从那里开始,然后我们开始打印一些零件,以取代我们制造的金属件。所以这也是一个有趣的比较,看看印刷版本能比我们在这里制作的金属尾表面有多接近,“Brown 说。
对于风洞测试,Brown 和他们的团队除了能够承受变形外,还必须具有令人难以置信的表面质量和光滑的表面,这一点很重要。Brown 说,Rigid 10K Resin 给他们留下了深刻的印象。
“我们确实需要特性足够坚固,以免变形。所以外模线的另一部分......是确保形状保持原样。因此,如果我们制造一个机翼,如果可能的话,我们需要到达该机翼不会在负载下弯曲或改变形状的地方,“布朗说。“我们试图在整个测试过程中保持相同的模型和相同的形状......如果我们的材料太灵活,那么它就不适合风洞测试。Rigid 10K Resin 的刚度符合要求。
对 Brown 来说,使用一种允许空气流过机翼光滑表面的材料很重要。“我们真正关心的是外模线或接触流经其上的空气的外部形状。这就是为什么表面质量对我们来说如此重要,“Brown 说。“这种材料让我们用更少的手工精加工就能获得漂亮、光滑的表面。这与我们在金属机械零件上看到的很相似,但与从头开始加工相比,与它的人为交互要少得多。
德克萨斯 A&M 风洞的下一步是什么
Brown 说,她看到 Rigid 10K Resin 的更多应用范围超出了德克萨斯 A&M 风洞的日常运营范围。该团队最近购买了一台 Form 3 3D 打印机。此外,Rigid 10K Resin 还有望在高超音速隧道进行高超音速测试。“他们 [高超音速隧道] 使用了很多类似规模和尺寸的 FDM 打印模型,结果很好。但表面光洁度是另一个话题......他们想要的结局,“布朗说。“他们了解的材料 [Rigid 10K Resin] 的特性很适合他们的应用。”