霍尼韋爾談3D打印 — 真的可以隨心所欲嗎？

3D打印，或者更為專業(yè)的名稱“增材制造技術”已經(jīng)不再是一個陌生的詞匯，這個誕生于20世紀90年代的新技術發(fā)展到今天已經(jīng)被廣泛應用到建筑、工程、醫(yī)療、汽車、工業(yè)設計和航空航天，甚至珠寶、藝術等諸多領域。“的確，增材制造技術的快速建模、快速成型可以大大提高產(chǎn)品的設計周期或者生產(chǎn)周期，更重要的是，它可以‘打印’出、或者說制造出傳統(tǒng)工藝無法做到的產(chǎn)品設計。這是很有意思的，也是航空航天領域引入增材制造技術的重要原因。”霍尼韋爾科技事業(yè)部航空航天中國研發(fā)中心總經(jīng)理徐軍表示。

“不過有的時候，3D打印機也不是那么地配合，它似乎……”霍尼韋爾科技事業(yè)部航空航天中國研發(fā)中心增材制造工程項目經(jīng)理Alexandre Baudot半開玩笑地說道，“似乎不太友好 ，要為難我們一下。”目前，他正帶領3D打印熱交換器項目組進行技術攻堅，他所說的“為難”，也就是他們與3D打印機半年多來的“斗智斗勇”。

“熱交換器最大的挑戰(zhàn)在于它里面的翅片非常薄，只有不到0.2mm，而3D打印機能夠穩(wěn)定發(fā)揮的極致是0.3～0.4mm，這是設備本身的一個限制，同時也因為金屬粉末在高能激光燒結下會發(fā)生膨脹，冷卻后會有點收縮，因此會跟理論值產(chǎn)生誤差，所以說它不可能做到完全地讓你隨心所欲地打出想要多薄就多薄的東西。應該說，是我們先‘為難’它了。”郭鑫是霍尼韋爾科技事業(yè)部航空航天中國研發(fā)中心3D打印實驗室的機械工程師，也是這個項目的主要成員之一。在加入霍尼韋爾之前，他的工作只與2D打印有關。有機會學習3D打印技術，是他加入霍尼韋爾的原因。

通過3D打印技術生產(chǎn)的零部件

這個項目的另一位主要成員是竇娟，她是高級機械設計工程師。與郭鑫不同，她在霍尼韋爾工作了九年多，而與他相同的是，加入這個3D打印實驗室之前，她與之有關的經(jīng)驗為零。“沒有什么秘訣，就是不斷地學習、接受各種培訓，我拿到支撐設計資格證書的時候，還是有點小小的自豪。支撐設計對3D打印至關重要，設計得太復雜不利于打印，也會給打印完成之后的移除帶來巨大的工作量和成本。但是設計得不到位，打印就會失敗。3D打印并不像打印紙張那樣，放進一張紙，紙就會從打印機里吐出來。由于它是一個3D立體的東西，需要先打印在一個底座上才行，而底座和這個物件之間，就需要一個支撐。”竇娟說起3D打印的設計支撐，還是帶著一些小小的自豪和激情的。

從年初到現(xiàn)在，這個項目組已經(jīng)進行了6次“設計試驗(DoE,Design of Experiment)”。每一次的試驗從計劃、設計、打印、移除支撐到測量和測試功能，大約需要10天左右的時間。突破，發(fā)生在第2次試驗之后。竇娟和郭鑫分別從支撐設計和3D打印機的參數(shù)和功能設置上找到了可行的解決辦法，并且在第3次試驗開始嘗試不同的組合，以期找到最完美的“配方”，攻克這一技術難關。在Alexandre、竇娟和郭鑫的眼中，與3D打印機“斗智斗勇”并不是一件痛苦的事情，相反，他們覺得每一次的嘗試，都是朝著這個目標邁近了一步。同時，對于航空航天業(yè)而言，在保證相同性能的前提下減輕產(chǎn)品的重量，哪怕1lb(1lb=0.45kg)，也會起到至關重要的作用。

霍尼韋爾是業(yè)界內(nèi)將3D打印(即增材制造)技術引入航空航天業(yè)的領先者，其在中國的3D打印實驗室于2014年建成，全球其他三個實驗室分別位于美國、印度和捷克。目前，這個項目組還在不斷地嘗試中體驗成功與失敗交織的味道，而他們的成功也僅僅代表著前期試驗的勝利，真正實現(xiàn)用3D打印技術生產(chǎn)飛機零部件還有很長的一段路要走，甚至充滿了未知。但是，他們在技術和知識上積累的一點一滴，他們實現(xiàn)的各種突破，都將成為后來者向前邁進的基石。

來源：
霍尼韋爾（中國）有限公司
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