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展览咨询公司使用EnvisionTEC 3D打印,最真实还原历史上的飞行器

Historic Space Systems是一家由John Fongheiser经营的展览咨询公司,位于俄亥俄州的丹维尔。自1990年建立时起,Historic Space Systems就开始受全国的博物馆委托,制作大规模的模拟装置、展览品、以及交互软件模拟器,用于美国载人宇宙飞船和航空器。

用3D打印还原历史

在Historic Space Systems制作的所有展品中,从工程和历史的角度看,阿波罗航天飞船是最成功的展品之一。Fongheiser“一直都很喜欢阿波罗统一的设计”,要做到这么统一很复杂,也是Apollo Moon项目成功的至关重要的一部分。著名的阿波罗二号太空飞船由尼尔·阿姆斯特朗指挥,并在1969年成功登上月球。

那次著名的飞行项目和以及随后月球登陆是几年测试和设备设计的结果,在1967年,阿波罗1号太空船在发射台测试中失火,造成3名宇航员丧生。在发生这次惨剧过后,阿波罗项目对飞行器进行了大幅修改,并且在初步试验之前测试了每个零件。

“阿波罗11号是工程师努力为保证宇航员安全完成任务特别设计的成果,”Fongheiser说道,“如今你所看到的就是他们在这项任务上的投入。”

 

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阿波罗舱门的数字化透视图


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舱门的模型

Fongheiser花了几年时间决定购买哪种3D打印机。他参加了几个展览会,并且参观了许多不同3D打印机的运行情况。Fongheiser希望能找到材料成本相对较低并且细节做得好的打印机,而ULTRA DLP在这两方面给他留下的印象最深刻,可以复制出他所需要的细节,打印尺寸也够大。经过多次比较,Fongheiser认为其材料价格更低,除此之外,不仅仅是ULTRA打印机,EnvisionTEC的其他打印机也可以重复使用。“有些材料是用完就丢的,我不喜欢那种。” Fongheiser说道。令Fongheiser印象深刻的还有几个方面,3D打印机工作的方式、零件移动最小、以及这项技术打印完整的一层所使用的体积元素不同于其他打印机。

历史级别的精度

Historic Space System之前使用的是铣床,之后升级到了更优质的ULTRA 3D打印机。这台机器必须要切出展会上圆角大而扁平的物体,例如一个按钮型控制板。太空飞船有圆形把手、按钮以及弯曲的零件:

“在太空系统中,必须所有物品都是弯的,所有的物体边缘都是圆的,所有物品都是圆角。” Fongheiser说道。要通过机器制作这些物品,每个样品都要用到多种工具,一个用于基本的切割,另一个用于增加圆弧度。“有了3D打印,你可以打印出完全一样的产品。”Fongheiser补充道。

对于阿波罗机舱来说,ULTRA 3D打印机要重新制作系统的主体。3D打印机不仅能够打印之前需要铣床打印的圆角零件,还能够制作有镂空设计的舱体,这种镂空设计可以降低重量。

Fongheiser使用SI500材料来3D打印阿波罗11的复杂零件。这个项目的一些部分,如“新设计的心脏”变速箱,使用了ULTRA机器打印零件,然后用Flexbar的Facsimile把它们拼接在一起。这种材料可以将EnvisionTEC零件很好地粘接在一起,作为涂层使用时还可以固定薄的和易损的零件

阿波罗舱口另一个重要的部分是一组15个机械门闩,沿着边界锁住舱门,将飞行器与太空隔开。Historic Space System机械门闩的每个组装模型都由8个3D打印零件组成,并用金属硬件固定在一起。这些门闩同样体现了阿波罗项目中工程师努力创造的奇迹。在任务中,失败的阿波罗飞行器不可以打开,但对于这些门闩,可以做到打开门闩并且稳固地锁在太空中。

设计的另一个关键部分是钟型曲柄组件。这些组件由一个支架和移动件组成,后者构成了设计的重要部分,因为它可以让整个结构在热量和温度改变时拉伸和减压。当舱口被锁定时,滚轮与舱口内部连接并拉动舱口关闭。它非常成功,以至于在航天飞机的舱口上使用了相同的设计。

专业的支持

在EnvisionTEC的技术支持下,Fongheiser进一步完善了他们的3D打印技术。EnvisionTEC员工通过重新定位和调整Magics CAD软件中的设置,找到了更好的方法来支持零件的生产。“你的技术人员很棒,他们很熟悉这个系统,”Fongheiser称赞道,“他们十分出色,非常了解他们的东西,也很友好,我对他们印象深刻。”

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