3D打印在航空领域的最新应用案例- 大数跨境

八斗智造

2022-01-10

从3D打印技术发展到已经能够制造完成零件开始，第一个受益于这项工艺的行业无疑是航空航天领域。通过制造复杂结构实现零件的轻量化所带来的好处是显而易见的，特别是当零件的价格并不是真正的限制因素时，这在航空航天领域司空见惯。下面就来盘点一些3D打印在航空领域的最新应用案例。

1. 3D打印XB-1超音速飞机钛合金零部件

XB-1是Boom Supersonic公司于2020年底推出的一款超音速飞机，其飞行速度可以和目前已经停用的协和式飞机媲美（少数投入超音速客机）。XB-1一经推出，就吸引了业界的目光，一来是目前超音速商用客机并不多，二来它大量启用了3D打印的零部件，整机一共使用了21个3D打印的钛合金零部件，这些部件均采用Velo3D的蓝宝石金属打印机制造，应用于发动机和环境控制系统。

2. Norsk Titanium为波音787提供零部件

2020年12月，Norsk Titanium公司宣布将向波音交付新的787梦幻客机组件。Norsk使用的快速等离子体沉积工艺（RPD）是一种经过FAA认证的OEM合格的增材制造工艺，通过使用钛丝转变为适用于结构和安全关键应用的复杂组件，可为航空航天、国防和商业客户节省大量的交货时间并节省成本。此项交付是Norsk不断增长的商业航空结构领域的第三位客户，也意味着Norsk获得了欧盟航空航天公司的第一笔经常性生产订单。

3. 雷尼绍等为直升机3D打印门把手

英国3D打印公司雷尼绍、航空公司Hyde Aero Products(HAP)和英国国家快速成型制造中心(NCAM)合作的一个项目，为两架二类直升机3D打印了门把手。这是HAP首次尝试金属3D打印飞机部件，其目的是考察3D打印飞机零件是否是个可行的、具有成本效益的解决方案。

4. 3D打印飞机跑道垫

跑道垫是空军在远征时使用的一种辅助设施。通过跑道垫，可以在平坦的地面上铺设一个临时的起飞降落跑道，提升飞机的战斗距离。传统上，美国军方依靠便携式跑道，用铝板垫组装。在100万美元的赠款下，美国印第安纳技术和制造公司以及普渡大学合作，开发了一种3D打印的跑道垫，内部采用了蜂窝结构，具有拼接便捷、轻量化、拼接缝隙小、牢固耐用等优点。

5. 为私人飞机3D打印机舱零部件

Cabin Management Solutions（CMS）是一家从事飞机维护、维修的公司，服务对象主要为私人飞机。在维护飞机的过程中，CMS发现很多零件都已经停产。为了解决这个问题，他们采用了3D打印技术。目前他们已经3D打印了100多种零件，如开关面板、温度控制器面板、按钮等。使用的材料为阻燃微碳纤维填充尼龙，并通过了FAA标准部件的认证。

6. 3D打印战斗机舱门部件

萨博是一家瑞典航空航天和国防公司，在生产过程中一直使用增材制造技术，为其战斗机制造内部部件。3D打印可以创建和维修零件，同时节约时间和成本。去年3月，该公司进行了首次3D打印部件的试飞。这是一个由尼龙制成的舱口，能够承受室外条件。最终，萨博希望找到更耐用的材料，特别是与高海拔地区的严寒有关，并希望开发一种移动的3D打印系统，以便将其带到不同的基地。

7. 3D打印空客A320ceo停产零件

Satair是一家丹麦公司，自 2011 年以来一直生产飞机部件。该公司去年使用增材制造技术，为一位客户提供了经过认证的金属3D打印件。3D打印用于制造 A320ceo 飞机的机翼尖栅栏，而通常供应商不再提供该部件。据Satair称，这种设计方法降低了45%的成本，同时提供了灵活性。

8. 罗罗3D打印发动机主要结构

ITP Aero成立于 1989 年，负责开发和设计航空领域的应用。最近，这家罗罗西班牙子公司采用3D打印技术制造了新型UltraFan ®发动机的主要结构之一。该部件称为TBH（尾部轴承外壳），将用作飞机和发动机之间的连接元件。据 ITP Aero 称，3D打印使生产具有复杂几何形状的部件成为可能，只需使用少量粉末，并节省 25%的材料。该公司表示，这种制造方法更环保，并减少了生产过程中的碳排放量。

9. 赛峰3D打印大尺寸商用飞机前起落架组件

3月底，赛峰集团与SLM Solutions合作制作了一款商务喷气式飞机的前起落架组件，尺寸达455 x 295 x 805 mm。采用SLM技术来3D打印制作如此大尺寸的飞机部件，尚属世界首次。该项目的目标是证明通过SLM 3D打印技术生产主要配件的可行性。传统起落架零件，通常是通过5轴加工和三个锻造零件组装而成，为适应3D打印逐层制造的工艺特点，需要将组件进行重新设计，这不仅节省了整个制造过程的时间，最终还将原来的三个零件组合为一个整体，重量减少了约15％。

10. 西班牙马德里航空局建立3D打印后勤保障

管理西班牙空军飞机和直升机维修的马德里航空局（MAESMA）将增材制造技术纳入到其工厂中，用来开发定制工具和测试新部件等。更具体地说，它使用FDM机器制造碳纤维填充部件。例如，它打印了用于泄漏控制的模因部件或用于直升机主转子的自定义密钥。MAESMA 还投资了3D扫描解决方案，用于扫描备件，并建立一批3D文件，以防需要维护。

11. Materialise与EOS合作成为首批空客3D打印非金属阻燃飞机零备件提供商

此前，增材制造服务提供商Materialise宣布已经获得空中客车公司供应商资格，能够使用基于SLS (激光烧结) 工艺的3D打印技术为空中客车公司生产飞机零备件。该工艺中使用的材料由EOS提供，是一种阻燃聚酰胺材料（PA 2241 FR）。随着这一发展，Materialise和EOS成为了首批获准基于空中客车工艺规范AIPS 03-07-022提供3D打印服务的供应商。目前，空中客车已授权Materialise基于两种3D打印技术生产飞机零配件。目前，Materialise为空客A350打印了大约100种不同的飞行零备件，每年为整个A350生态生产总共26,000个零件。此外，Materialise还将为其它空客飞机（包括A320、A330和A340）提供零备件，为此，EOS 工业 3D 打印技术将发挥关键作用。

12. 汉莎航空3D打印整体方案中心

德国汉莎航空将增材制造分成"原型制造、工具制造以及最终零件制造“三种类别。该技术使内部维修和维护过程更加高效，也用于制造飞机的单独部件和备件。此外，还可以使用聚合物材料或金属制成定制工具。在最终零件制造过程中，必须始终考虑合格部件的审批流程，这就是为什么在每种情况下都对增材制造的部件进行特定成分评估的原因。该中心旨在加快增材制造产品的开发和制造。

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