EOS 積層製造助力 Vectoflow 打造流體測量探頭

流體測量探頭是一種用於計量氣流速度和攻角的元件，尤其適用於飛機和渦輪機械設計。速度和攻角是由流入的氣流決定的。雖然其體積似乎相對較小，微不足道，但卻必須承受極高的應力，並始終保持可靠運行。Vectoflow 致力於開發和製造複雜的流體測量探頭。它採用 EOS 積層製造技術實現極為耐用的理想設計。

速度是飛機中的關鍵要素 — 首先， 速度是飛機優於其他交通工具的決定性優勢；其次，作為至關重要的因素，如果速度過低，飛機會因氣流影響而突然停止，從而導致飛機墜毀；而另一方面，如果速度過高，則元件將承受過大的應力。所謂的流體測量探頭在航空領域用於持續測量相關速度。在空氣流經這些探頭時，可基於壓力確定速度。此速度可能是飛行速度 / 風速或空氣流經發動機從而產生推進力的速度。

考慮到如今的亞音速和超音速飛機經常會遇到馬赫數較高的情況，因此探頭無疑會承受巨大應力。當需要在攻角較大的情況下保證功能正常時，即飛機頭突然朝上或朝下時，更是如此。在噴氣發動機的特定安裝配置中，還會出現較高的作用力和不規則的進氣流，例如，探頭與氣流成特定角度時就會如此。此時，可應用我們的 Kiel 探頭解決這一問題，這是一種在傳統流體測量探頭基礎上進行改進開發的探頭。在極端條件下進行飛行演習或在發動機處於傾斜位置時，借助這種探頭可實現精確測量。不過，組件此時所承受的應力會進一步增大。對於發動機更是如此， 因為熱負荷會更高。

Vectoflow 致力於開發此類探頭。從一開始，專家團隊就採用積層製造技術來應對前述挑戰。一個特殊的案例展示了這項技術的巨大潛能。工程師們接受了生產一組探頭的任務，並且要求生產出的探頭採用特殊的空氣動力學設計，即耙狀設計。簡言之，這意味著必須生產出一種外形經過優化並且非常小巧的測量裝置，確保不會對氣流產生干擾。同時，此類測量裝置還必須能夠長時間承受 1,000 攝氏度的高溫。

“我們的客戶是歐洲航空航太領域的一家研究型公司，他們面臨著探頭斷裂的難題，這是因為他們採用的探頭由多個部分組成，存在不穩定性。我們製造出的探頭採用一體式結構，可説明客戶避免這種問題，” Vectoflow GmbH 工程師兼主管 Katharina Kreitz 解釋稱，“借助積層製造技術，我們可以生產出具備一體式結構的 Kiel 探頭，而特殊的 Kiel 架構只有運用 EOS 技術才能實現。因此，我們可實現特殊的功能集成式設計，並獲得非常小的通道和整體尺寸。”

對元件進行建模時，Vectoflow 還特別注重盡可能減少可能的干擾因素及其影響，例如，儘量避免產生不希望出現的次生雜訊，因為在本例中，還需要減少聲學測量。此外，借助 EOS M290 逐層生產的特性，工程師還找到了有效應對熱負荷的解決方案。熱元件測量相應測量單元的溫度。鎳鉻合金甚至能承受所需的高達 1,000 攝氏度的溫度，並且在兩倍聲速下完全能夠正常運行。

Vectoflow 還對元件進行了後處理，用以優化產品品質。由於採用專門研發的工藝，探頭的表面極其光滑，從而可製造出近乎完美的成品。這優化了探頭的空氣動力學特性，確保其功能（測量噴氣發動機中氣流邊界層的壓力和溫度）不會受到影響。

客戶對於 Vectoflow 團隊給出的方案非常滿意，Katharina Kreitz 表示，“我們收到了非常積極的回饋。與採用傳統加工工藝製造的探頭不同，我們的樣本十分堅固，這一點令客戶印象深刻，元件的剛度可提高 150%。此外，此元件厚度極小，其設計改善了空氣動力學特性並經過後處理，這些因素對於用戶獲得非常精確的測量結果都非常重要。”使用者之前經常遇到的元件斷裂問題現已不復存在，同時，還帶來了更多優勢。例如，使用者現在可大幅延長元件維護間隔，並且可就地對部件執行所需的工作（取決於部件安裝位置），從而節省數天的時間。這一因素會直接對成本產生積極影響，並體現了極強的堅固性能以及較高的安全性。此外，採用積層製造技術可縮短生產交付週期，即，可實現快速交付。Vectoflow 已將其總體生產時間（從最初設計到成品）縮短至原本所需時間的三分之一左右。

積層製造再次展現了其獨特特性， 極大地提高了產品設計、尺寸和材料的靈活性，並且可實現快速生產和交付，從而打造出使用壽命更長且精確可靠的元件。因此，此工藝非常適用於航空航太工程設計領域，即最高安全標準與超音速條件下的極大應力密切相關的領域。

“我們的團隊在流體動力學開發領域以及相關行業擁有多年的豐富經驗。在企業家精神的推動下，我們持續改善和擴展產品範圍，而在此過程中，創新的生產方法發揮著至關重要的作用。我們絕對信賴 EOS 技術。它將帶來巨大變革。” Katharina Kreitz 表示到。