Как мы делали макет самолета HondaJet Elite

Рассказываем о том, как мы печатали макет реактивного самолета HONDAJet Elite на 3D-принтере.

О самолете

HONDAJet Elite — малогабаритный бизнес-джет компании Honda Aircraft, развитие концепции предыдущей модели — Honda HA-420 HondaJet.

HondaJet Elite. Фото Honda Aircraft Company

В 2018 HondaJet стал самым продаваемым самолетом в своем классе второй год подряд — за год было продано 37 экземпляров по всему миру.

HondaJet Elite сменил его и теперь это единственная выпускаемая версия.

У самолета увеличена дальностью полета, улучшена звукоизоляция, корпус выполнен из углеродного композита, что делает его прочнее и легче алюминиевых аналогов.

HondaJet Elite — лидер среди бизнес-джетов не только по продажам, но и по скорости, дальности полета и скорости набора высоты.

Характеристики

• Крейсерская скорость: 782 км/ч
• Максимальная высота: 13 106 м
• Дальность: 2 661 км
• Набор высоты: 1250 м/минуту
• Длина: 12,99 м
• Высота: 4,54 м
• Размах крыльев: 12,12 м
• Вместимость: 2 пилота + 5 пассажиров или 1 пилот + 6 пассажиров

О проекте

Заказчик обратился с намерением получить высокоточную цифровую 3D-модель 25-сантиметрового макета, который привезли из Японии.

Мы провели 3D-сканирование и создали цифровую модель. После сдачи работы заказчику появилась вторая часть задачи — создание реалистичного метрового макета для демонстрации на авиационных выставках.

После встречи с заказчиком стали ясны функции, а значит и необходимые свойства будущего изделия.

Назначение макета — демонстрация на выставках, что означает регулярные перевозки, при которых необходима прочность. Макет должен включать в себя модель самолета и массивную подставку, которая обеспечит максимальную устойчивость. Отдельное внимание обратили на проработку мелких деталей. Светотехника — по краям крыльев необходимо встроить диоды красного и зеленого цветов. Длина основной части макета, самой модели самолета, должна быть около метра. Ну и, конечно, важно успеть в срок.

Как мы это сделали

3D-сканирование

К нам поступила оригинальная металлическая масштабная модель с завода HONDA. Мы отсканировали ее 3D-сканером RangeVision PRO, характерным своей точностью — его используют даже в ювелирном деле. Затем полученную цифровую модель мы масштабировали и подготовили к печати.

Клиент хотел убедиться, что на модели будут корректно отображены все криволинейные поверхности, кромки и геометрия фюзеляжа.

Оригинальное изделие было выполнено из металла, покрашено и покрыто лаком.

Такие поверхности требуют особого подхода — для сканирования модель покрыли матирующим спреем, чтобы избежать мешающих сканированию бликов и отражений.

Отсканировали и собрали модель в ПО. Через день клиент получил в свое распоряжение цифровую 3д-модель в формате STL.

Эту модель мы впоследствии использовали для создания нового макета.

Большая часть модели прекрасно получилась прямо со скана, лишь мелкие углубленные детали — лопасти турбины в двигателях — сканер не взял, их пришлось доделать в Geomagic Design X и напечатать на высокоточном фотополимерном SLA-принтере Formlabs Form 2 (модель устарела и заменена на Form 3).

Подставку также спроектировали отдельно. Чуть подробнее об этом ниже.

3D-печать

Объект был напечатан по частям на 3D-принтерах Hercules Strong (камера 300х300х400 мм) и PICASO 3D Designer X пластиками ABS производства REC, SEM, U3Print.

Печать заняла около 1,5 недель, с учетом переделки некоторых частей. Общая масса 3D-принтов составила чуть менее 4 килограмм.

Сборка, монтаж, обработка

Напечатанные детали были собраны и склеены в одну модель.

Перед финальной сборкой подключились проектировщики, совместно с инженерами они обдумали вид подставки, материалы и форму крепления. Решено было высверлить отверстие под крупный болт и зафиксировать его внутри при помощи 3д-ручки, ацетона и эпоксидной смолы.

Весь самолет покрыли грунтом в несколько слоев, а дальше — кропотливый ручной труд инженера по выведению ровной поверхности. Перед покраской все элементы должны быть отшлифованы до среднего глянца, загрунтованы, обработаны механически, и так до восьми раз.

Перед финальной обработкой отсканировали нижнюю часть самолета, низ крыльев и фюзеляжа, чтобы создать плотно прилегающую к нему подставку. Для этого макет на несколько секунд подняли в воздух и отсканировали его “брюхо”, получив контур в формате STL. В этом помог портативный ручной 3D-сканер Shining Einscan Pro+ (модель устарела, заменена на Shining Einscan Pro 2x Plus).

Был важен угол, под которым болт выходит из самолета. Далее, в программе для обратного инжиниринга создали 3D-модель верхней части подставки, совместили с поверхностью самолета и добавили отверстие, добившись максимально точной совместимости.

Подставка выполнена из нескольких слоев МДФ толщиной 25 мм на фрезерном станке SolidCraft CNC-6090, а затем собрана, обработана и покрашена.

Все швы мы обработали растворителями и запаяли 3D-ручкой Myriwell RP100B.

После сборки модель подверглась шлифовке наждачной бумагой, грунтовке и покраске. В результате, не осталось никаких следов сборочных и монтажных швов.

Проводка для светодиодов смонтирована внутри модели.

Каналы для проводов были высверлены в крыльях заранее, еще до финальной сборки. Изначально планировалось поместить блок питания на стенку подставки или спрятать в нее, но, во-первых — это могло повлиять на общую эстетику, а во-вторых — работа от сети не везде и не всегда уместна. Сделали питание от батарей — фрезерованием удалили материал из подставки, по форме и объему батарейного блока, и разместили питание в ней.

Внешний вид макета полностью соответствует его представительскому назначению — он будет хорошо выглядеть на выставках.

Как это делалось раньше

До появления 3D-печати такие модели делались либо полностью вручную, что имело свои недостатки:

• длительность и трудоемкость создания;
• связанная с этим высокая стоимость;
• невозможность точно соблюсти геометрию;
• либо по спецзаказу на крупных предприятиях, что исключало возможность создать единичный экземпляр или малую партию, а стоило еще дороже.

Преимущества 3D-печати

Использование 3D-печати позволяет ускорить процесс и снизить издержки в изготовлении макетов, как и в большинстве известных человеку областей применения; и это не просто обобщение — это подтверждено многолетним опытом как нашей работы, о которой вы можете прочесть в нашем блоге, так и всех известных нам кейсов применения аддитивных технологий.

Для создания высокоточных макетов на заказ обращайтесь в отдел услуг Top 3D Shop.

Хотите открыть или модернизировать свою макетную мастерскую? Подберем оборудование по вашим требованиям, поставим и установим в срок, обеспечим гарантию и сервис.