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Topology optimization design of aviation blade structure based on selective laser melting technology

  • 30.10.2025
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Erschienen in:

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Abstract

Dieser Artikel befasst sich mit dem innovativen Design von Luftfahrtschaufeln durch Topologieoptimierung und selektive Laserschmelztechnologie (SLM). Es erfüllt den entscheidenden Bedarf an leichten, leistungsstarken Klingen, die extremen mechanischen Belastungen standhalten können und gleichzeitig strenge Effizienzstandards erfüllen. Die Studie beleuchtet die Herausforderungen traditioneller Fertigungsmethoden und die Vorteile der additiven Fertigung von Metallen, insbesondere SLM, beim Erreichen komplexer Geometrien. Zu den zentralen Themen zählen die Integration selbsttragender Überhang- und Mindestgrößenbeschränkungen zur Sicherstellung der Herstellbarkeit, die Rekonstruktion topologieoptimierter Schaufeln mittels Projektionsmethoden und Punktwolkenanpassung sowie die experimentelle Validierung der optimierten Designs. Der Artikel endet mit einer erfolgreichen Demonstration der vorgeschlagenen Methodik, die eine Massenreduzierung von 24,5% bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der mechanischen Integrität der Klingen in der Luftfahrt erreicht. Diese Forschung bietet einen praktikablen Weg für die industrielle Umsetzung, reduziert die Komplexität des SLM-Herstellungsprozesses und verbessert die Formgenauigkeit.

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Titel
Topology optimization design of aviation blade structure based on selective laser melting technology
Verfasst von
Zisheng Wang
Xingyu Jiang
Guozhe Yang
Boxue Song
Xiaowen Xu
Weijun Liu
Dan Liu
Chao Zhang
Publikationsdatum
30.10.2025
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 5-6/2025
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-025-16630-4
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