Generativní Design Ušetří Až 500 000 Tun CO2 Ročně

Airbus se již dlouho spoléhal na generativní přístup společnosti Autodesk k řešení složitých výzev v oblasti designu a výroby. Generativní konstrukční přístup má být implementován pro dva letadlové komponenty: bionickou přepážku a novou verzi svislého ocasu A320.

Co je generativní design?

Generativní design, také nazývaný generativní design, je proces, ve kterém jsou zkoumány různé varianty designu nebo konstrukce. Návrháři, vývojáři nebo inženýři nejprve formulují návrhový cíl a zadávají jej do generativního návrhového softwaru spolu s řadou různých parametrů, včetně výkonu, prostorových podmínek, materiálu, výrobních procesů nebo cílů nákladů. Software nyní počítá všechna možná řešení kombinací vstupních parametrů a generuje tak řadu konstrukčních alternativ v nejkratším možném čase. Nakonec software otestuje každou z těchto iterací a určí, co funguje a co ne.

Bionická přepážka o 45% lehčí než běžné díly

Airbus již představil svou první studii proveditelnosti s generativním designem v roce 2015: tzv. Bionický oddíl. Inženýr Bastian Schäfer, manažer inovací ve společnosti Airbus, vytvořil se svým týmem koncepční letadlo Airbus - vizi pro tryskové letadlo do roku 2050. Tvoří to, jak cestující budou cestovat v budoucnosti.

Nový oddíl by měl:

• být mnohem lehčí než stávající zeď, aby se snížila hmotnost letadla, jak bylo zamýšleno,
• být dostatečně stabilní, aby udržel dvě skládací sedadla, na nichž si letečtí průvodci mohou vzít místo během odletu a přistání,
• mít otvor, skrz který lze přepravovat široké předměty do a z kabiny,
• být tlustý nejvýše jeden palec a
• připevněné k draku letadla pouze na čtyřech místech.

Chytrý inženýrský den

Digitalizace výroby vyžaduje přehodnocení vývoje produktů. Den inteligentního inženýrství nabízí pomoc při rozhodování o výběru nejvhodnějších metod pro návrh, návrh a vývoj inteligentních produktů a strojů.

Více informací

Dělicí stěna má za úkol oddělit prostor pro cestující od lodní kuchyně a nést skládací sedadla pro palubní personál.

Bionická přepážka Airbusu musela dodržovat přísné parametry týkající se hmotnosti, zatížení a posunů, ke kterým dochází, když v případě nárazu působí na letadlo odstředivé síly 16 g. Tým chtěl najít nejlepší způsob, jak tyto požadavky splnit a optimalizovat kostru letadla. Proto inženýři pro software pro generativní design psali algoritmy založené na dvou vzorcích růstu od přírody: formě sliznice a savčích kostí.

Obrázková galerie

Výsledný design je mřížová struktura, která se jeví libovolně, ale byla navržena tak, aby byla stabilní a lehká, a aby během výstavby používala co nejméně materiálu.

Přepracovaný bionický oddíl je o 45 procent lehčí než konvenční části tohoto typu, ale stejně stabilní. Úspory hmotnosti mají pozitivní dopad na bilanci CO ₂ letadla. Airbus odhaduje, že nový konstrukční přístup ušetří téměř půl milionu tun CO ₂ ročně, pokud má být příčka umístěna v současném uspořádání letadel A320.

Generativní design

Nasa a Autodesk jsou rozvojové země pro cestu do Jupiteru a Saturn

Alternativní výrobní metody pro rozdělení

Oddíl měl být původně vyráběn v 3D kovovém tisku. Tuto metodu však nebylo možné implementovat z důvodu materiálních požadavků v letectví. Alternativou je kombinace klasické technologie odlévání a 3D tiskových procesů: Airbus nejprve vyrábí 3D-potištěnou formu z plastu a poté odlévá součást do slitiny, která je již schválena pro létání.

Bionický oddíl 2.0 je stejně stabilní a lehký jako jeho předchůdce. „Díky přizpůsobenému designu je výroba bionické komponenty mnohem snadnější. První prototyp je již v provozu a doufejme, že bude dokončen do konce tohoto roku, “říká Bastian Schäfer, designér odpovědný za spolupráci s Autodesk ve společnosti Airbus. Díky optimalizacím může být bionický oddíl 2.0 dokonce vyroben za stejnou cenu jako součást, která se v současné době používá, vysvětlil Airbus na Autodesk University.

Stovky alternativ designu pro nové ocasní ploutve

Airbus také optimalizuje další část letadla - vertikální ocas (hovorově: ocasní ploutev) A320. Svislý ocas letadla má funkci zajišťování směrové stability a snižování aerodynamické neúčinnosti, která může vzniknout při bočních pohybech. Generativní přístup k designu Autodesk jí umožňuje vývojovým týmem, stovky hrát až do designových variant. Všechny splňují požadavky na svislý ocas, pokud jde o tuhost, stabilitu a hmotnost, ale zároveň nabízejí výhody z hlediska hmotnosti, která hraje v letectví důležitou roli.

Výroba aditiv

Lehký rám sedadla šetří až 550 kg hmotnosti

Výrobní haly budoucnosti

Airbus v současné době zkoumá, zda lze tuto technologii použít při plánování budoucích výrobních hal. Cílem je výrazně urychlit montáž motorů efektivnějšími logistickými procesy a tím zvýšit produktivitu zaměstnanců. Výrobní zařízení lze také flexibilně přizpůsobit současným i budoucím požadavkům společnosti.

„Generativní design nám umožňuje vyvinout udržitelnější architekturu, která se vyplatí lépe pro potřeby našich zaměstnanců a pracovní podmínky,“vysvětluje Schäfer. „ Generativní design také změnil, jak si myslíme a jak přistupujeme k designu něčeho. Generativní design překonává předsudky a slepá místa. Bez ohledu na to, které z možností designu jsme si vybrali, jsme si jisti, že výrobní zařízení tohoto typu bude pracovat efektivněji a bude levnější stavět. “