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金属3D打印:飞机制造的下一阶段

导读: 3D打印技术的改进,获得更多样化的材料以及精密制造,使其成为航空航天工业中3D打印的理想工具。尤其是,现在有几家公司正在积极使用3D打印来制造发动机、内饰和飞机的其他部件。

随着3D打印技术的发展,其已经在各行各业得到了应用。以下是3D打印如何应用于工业环境,特别是航空航天:

3D打印已经被许多人接受,包括爱好者和制造他们自己的产品的人。然而,对于工程专业人员来说,这一直是不吸引人的。3D打印技术的改进,获得更多样化的材料以及精密制造,使其成为航空航天工业中3D打印的理想工具。尤其是,现在有几家公司正在积极使用3D打印来制造发动机、内饰和飞机的其他部件。

美国联邦航空管理局也认识到3D打印技术对航空业的影响,通过起草“增材制造战略路线图”来为增材制造的出现做准备。制定路线图的小组包括美国空军、美国陆军和美国宇航局。

试图在航空航天工业中管理3D打印的主要挑战之一来自于各种工艺、材料和方法的使用,并确保它们都符合安全标准。

3D打印可以为企业节省资金,简化制造流程,减少浪费,并为更多创新设计开启可能性。以下是3D打印如何在航空工业中使用的几个例子。

GE Additive的3D打印机和3D打印ATP引擎

通用电气技术分公司GE Additive最近创造了最大的工业3D打印机。未命名的打印机能够使用1千瓦激光器和薄层金属粉末打印直径1米的物体。打印机也是可扩展的,因此可以打印更大的物体。该公司打算将该打印机用于飞机、汽车和航天器的工业制造。

金属3D打印:飞机制造的下一阶段

GE已经使用3D打印为飞机制造先进涡轮螺旋桨。

通过3D打印ATP,发动机所需的部件从855个减少到只有12个。发动机将于2019年在塞斯纳迪纳利首次亮相。

使用3D打印降低787 Dreamliner的成本

波音一直亏损他们多年生产的787梦想飞机-每架价值2.65亿美元的飞机将近3000万美元。这主要是由于研发和制造成本高。该设计依赖于钛的使用,而不是铝,以保持大型喷气客机的轻便和高效燃料。

然而,在2017年初,波音公司与Norsk Titanium公司合作,开始在制造过程中使用3D打印部件来降低成本,为波音公司每生产一架787型飞机节省300万美元。

使用3D打印的航空部件面临的挑战之一就是每个部件都需要经过FAA的批准。到目前为止,Norsk Titanium已经获得FAA对承重部件的批准,并希望获得进一步的批准,其余的制造过程继续降低每个787生产的成本。

金属3D打印:飞机制造的下一阶段

787的3D打印部件可以节省成本,原材料使用成本降低,制造能耗降低。

需要注意的是,Norsk Titanium采用专有的快速等离子沉积方法。在这个过程中,钛以气态熔化成氩气,使用MERKE IV RPD机器打印其部件。鉴于这种3D技术的昂贵和自定义性质,大多数行业不太可能很快得到它们的承诺,而且Norsk Titanium本身也不会承包。

Archinaut:空间3D打印

3D打印的优势甚至超越地球空域。“Made in Space”公司在Archinaut项目中取得了空间3D打印领域的进展。Archinaut解决了将大型建筑结构放置在太空中的最大限制因素之一:运载火箭上的空间大小以及发射成本。

通过使用3D打印和自动化机器人设备的组合,可以使用聚合物合金在空间上根据需要打印大型结构。这为在太空制造物体提供了一系列可能性,如大型望远镜。

“Made in Space”目前在国际空间站有两台3D zero-G打印机,并计划在未来的十年中将他们的Archinaut项目投入使用。

3D打印已经成为业余爱好者和初创公司制造部件的首选工具,但是在专业设置中速度一般都很慢。这种在航空领域大规模使用3D打印代表了这一新兴技术的一大步。

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