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作為測試項目的一部分，來自 Sogeti High Tech 的專家以創紀錄的速度成功地為客機垂直穩定翼的前翼梁開發了一種線束支架，從初始草圖到最終成品只用了兩周時間。

垂直尾翼支架的一體化設計（輕量化和高質量）

▌面臨的挑戰

該項目的目標是為最新空客機型開發電纜布線支架。該支架用于垂直穩定翼上攝像頭的供電和數據傳輸，使乘客能夠看到機艙外部的景象，并為飛行員指引地面方向。

任務面臨的最大挑戰是，交貨時間只有短短的兩周。整個開發過程必須在此時間段內完成：通過對零部件和當前安裝的分析，進行拓撲優化以及成品的參數設計和生產。支架還需要使用盡可能少的支撐結構，以避免后期處理。另外，組件的規格要求集成卡入式電纜固定件、減輕重量，并符合后續航空工業認證的嚴格要求。

傳統方式生產的組件由成型的金屬片材零部件和許多鉚釘組成，總共超過 30 個單獨零部件。上部的插頭連接器由塑料制成，使用的材料與支架的其他零部件不同。目標是開發一個集成式解決方案，包括插頭連接器在內的單一零部件，這樣能夠大大減少構造和安裝時間。通過基于拓撲優化的參數究來確定增材制造的減重目標。

▌解決方案：30個零件集成為一個，金屬3D打印制造

對于這個新組件，Sogeti High Tech 采用經過實踐驗證的開發過程，用于設計零部件。該項目首先根據即將采用的制造過程，對現有的傳統方式生產的組件進行分析，結果非常樂觀。

針對該組件的功能、材料和原來復雜的結構，金屬3D 打印技術是理想選擇。借助該技術提供的設計自由度，復雜結構可以通過單個零件實現，這意味減輕重量的同時不影響其功能。

采用增材制造技術進行一體化設計的尾架將零部件數量從 30 個減少到 1 個。

鋁合金（AlSi10Mg）是薄壁復雜結構的理想選擇。與外部區域的接口保持不變形成了非設計空間，這意味著不需要對其進行任何更改。將定義的負載作為參數研究中拓撲優化的邊界條件，為新設計提供依據。

按照慣例，將 CAE 軟件用于拓撲優化計算；相比之下，設計結構時使用了專用的解決方案，將自由曲面用于重新設計。

Sogeti High Tech 獨立完成設計。為了滿足兩周的交付周期，EOS 使用 EOSPRINT 軟件，計算出通過拓撲優化結果計算出構建時間和優化參數。從而以 CAE 呈現制造的零部件，同時還兼顧制造過程的可能性和局限性以及避免支撐結構。除了出色的硬件外，EOS 全面的專業知識也為零部件順利制造提供了保障。

▌成果：19 小時完成制造，減重30%，實現全面定制化

通過 Sogeti 和 EOS 之間的合作，開發出針對增材制造優化的零部件，充分利用 SLM 技術所提供的設計自由度，同時兼顧其限制因素。這樣就可以將電纜布線的插頭連接器集成到設計中，對特定關鍵區域進行局部加強，從而優化結構。組件內的自支撐孔隙和支柱可以穩定當前結構并將后期處理成本降至最低。

此外，3D打印可以實現按需制造，無論何時需要，都可以極快的速度生產支架。在 EOS M 400 上以 90μm 的層厚度進行制造時只需要 19 個小時，而傳統制造則需要 70 天，這等于生產時間減少了 90％ 以上。

歸功于許多單獨步驟和之前 30 個零部件已經集成在一個中央組件中，現在僅需一步即可進行生產。此外，現在也不再需要對各個零部件進行單獨生產，更無需庫存，這就節省了大量的費用。整個裝配件的存儲也非常簡單。

Sogeti 生產和開發環節節省了大量的時間。從初始草圖到最終組建完成的整個過程只需要兩個星期。這個交貨時間非常驚人。同時，該設計減輕了可觀的重量。傳統制造的零部件重達 452 克，而增材制造的線束支架重僅 317 克 —眾所周知，航空工業千方百計減輕每一克重量，以便將燃油消耗降至最低。