传感器耙面 金属3D打印技术助力航空发动机耙式气流测头总体成本降低74%

金属3D打印技术助力航空发动机耙式气流测头总体成本降低74%

耙式气流测头是一种用于发动机开发的部件，能够获取高精度的温度和压力读数，以帮助工程师评估发动机性能。直接安装在发动机气流路径上的耙式气流测头必须满足极高的标准要求，这样才能承受极端的温度、拉伸和压缩载荷。因此，耙式气流测头是一种高度复杂的部件，必须符合精确的尺寸要求，同时具有光滑的空气动力学表面，才能实现精确的测量。

耙式气流测头具体位置, 来源：通快

四个精心打磨的组件通过手工装配和单独焊接，才构成一个耙式气流测头。其核心处有几条用作通道的内管，壁厚小于 0.3 mm。这些通道需要插入耙式气流测头细长主体的后部，并焊接在 Kiel 头上的适当位置。然后将耙式气流测头主体用盖板密封。

“必须以最高的精度插入那些精细的通道，”López-Vidal（Ramen 公司研发经理）解释说。“只要有一个 Kiel 头焊接不正确，整个耙式气流测头都将报废。Kiel 头的尺寸公差为+/-0.05 mm，具有狭窄的连续开口，其末端集成有流量传感器。”

Ramen 工程师发现，增材制造是精密耙式气流测头的理想制造方法。而实现这一任务的挑战在于，必须设计一个与增材制造兼容的方式。但是前期生产中出现耙式气流测头变形的情况，打印过程也不顺利，狭窄通道中沉积了粉末和其他固体。此外，增材制造工艺无法满足尺寸精度、光滑度、无孔耙面等各种要求。

增材制造的耙式气流测头，来源：通快

一次偶然的机会，López-Vidal 及其团队在 2017 年法兰克福国际精密成型展（Formnext）上莅临了通快展位，并和通快团队讨论了他们所面临的问题。通快团队开始寻找有效的解决方案。打印过程中最具挑战性的是部件方向问题，鉴于无法将这些部件连接到易损的 Kiel 头或部件内的任何位置，所以必须对齐部件，这样才能在没有支撑结构的情况下进行打印。还必须排除热变形的风险。这并非易事，因为耙式气流测头很薄且上部体积很大。这次的打印制造使用了 TruPrint 1000 。该机器的成型空间约为 100 mm x 100 mm，具有 200 W 的激光，适用于增材制造精密结构。这台机器成功制造了符合所有要求的首个原型。3D 扫描证明，原型具有所需的几何精度；同时通过显微照片，确定了 99.95% 的密度。

但专家们渴望获得更准确的信息，因此他们将原型发送给了 X 射线和计算机断层扫描检查系统开发商和生产商 Yxlon，以进行 CT 扫描。Yxlon 验证了通道的连续性和孔的大小。通快专家还确定并检查了部件内部 40 多个测量值。测量结果表明：部件通道清晰，满足所需尺寸精度，并且孔径小于100 μm。因为重新设计部件缩短了生产时间，而且使用的材料量减少了约 80%。总之，通过 3D 打印耙式气流测头，总体成本降低了约 74%。而在这一行业中，这可是一个影响全局的数字。

López-Vidal 还坚信，这一部件制造历程标志着增材制造将能够为航空航天业提供更加实用的解决方案。耙式气流测头只是增材制造应用的一个小小缩影，关键在于要积极采用新方法，让决策者及时了解增材制造所带来的全新机遇。

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为Ramen 提供耙式气流测头增材制造技术的通快公司，将携航空航天，模具、医疗、齿科、骨科等领域的增材制造技术亮相2020 TCT 亚洲展。

时间：2020 年 2 月 19 – 21 日；地点：上海新国际博览中心；展位号：N1-C08

展览｜在三月的城市山民“谷”，做禅意的枯山水

3月2日，一场别样而又精致的微型展览——“水语（liquid therapy）”，在上海复兴西路133号城市山民“谷”店的后院里正式开幕。

展览“水语”是由两位艺术家的两件多媒体互动装置组成的微型展览，其特点是并非放置在任何美术馆，抑或画廊里，而是在一间老洋房的院子里，意在展现艺术作品和人的互动、艺术作品和自然的互动、人与自然的互动，作品在其平淡的外表中透露着精巧、独到的细节。

展览现场

砂石行走，流水呢喃，又逢院中的玉兰古树落英，伴随着冬日的阳光或是细细的雨水，使观众处在真实与虚幻的山水之间。

进入城市山民“谷”店的后院，便是作品“径院 PATH”，一件枯山水作品。这是艺术家蒋京颖利用Iris 2 混音软件、生成式声效代码、红外传感器、木制砂耙和碎沙石所创作的“交互式”枯山水，用声音创造了一个冥想空间维度。

作品的灵感启发于传统的日式枯山水的布置，以及背后所代表的那种”通过一片落叶便可感知一片森林”的意境。利用生成式声效，构建一个互动式的冥想场所。观展者可以移动一个装有传感器的木耙。木耙上的两个传感器会测量木耙的移动速度以及它与地面上石块的空间关系，以此触发佛家的唱诵声，声音的频率则会随着木耙的移动速度和位置进行变化。

径院 PATH

蒋京颖告诉记者，“作品旨在通过科技去影响人们的行为，使用者为了听到更多最喜欢的声音频率，潜移默化中严格控制着自己的节奏、步伐，速度和内心。从而达到一个空灵的状态。”

在院子的另一角，则摆放着作品“回流 Rewind ”。在这件放着水洗布的木箱装置中暗藏着CV、声效代码和电滚轴。观展者可用树枝或手指蘸上清水，在布料上书写作画。特殊处理的布料遇水处会显现如沾上墨迹般的黑色，当黑色经过布料台正中的扫描灯时，就会根据各自在画布上的位置转换成不同音效。墨迹随时间推移逐渐枯干，墨色也渐渐褪去直至全无，相应的声音也渐渐消失直至平静。

“回流”由蒋京颖和其好友王骆宾共同创作，表达着两位艺术家就自然、时间、空间三者关系的探讨与共鸣。旨在以一种直观而有趣的方式去揭示万物归于本源的恒常之理。

毕业于纽约帕森斯设计学院的蒋京颖刚开始在艺术圈崭露头角，其参与的艺术商业项目“2017年新天地水晶球圣诞树项目”受到广泛好评。而另一位艺术家王骆宾现居纽约，专注于创意开发。

回流 Rewind

记者在院中看到，观众围绕在作品“回流 Rewind ”周围，用手、用树枝在水洗布上涂画，在声效代码的韵律中感受水滴稍纵即逝的自然特性。

在展览现场，蒋京颖告诉记者，在院子里展现互动装置十分自然，“互动作品不能强行的去互动，虽然往往得选择科技手段和挑选互动方式把观众吸引过来，但不能停留于此，而是需要让所谓的互动自然而然就发生了，别人都甚至没有察觉，然后再是通过这样的手段让人慢慢去了解背后的意义。”

同时，对于选择难度更高，展览环境更不稳定的户外来做互动装置作品，蒋京颖给出了自己的看法，“所谓的自然是内心的自然，对于城市里的人来说，城市反而是内心深处所认可的环境。所以反过来讲城市这个环境对我们来说是自然，而当你去真正的自然待久了，反而会觉得不舒服，这是随着城市的发展而到了无法挽回的地步了。所以我们会试图做一些这种互动类的，但是又和自然结合的作品。”

据了解，展览“水语 liquid therapy——城市山民多媒体互动装置展”将至3月12日。

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