協(xié)作創(chuàng)新,、開發(fā)材料與工藝, 空客如何循序漸進的應(yīng)用3D打印技術(shù),？

空中客車是3D打印領(lǐng)域的全球開拓者,，空客在德國不來梅建立了3D打印技術(shù)中心,，推動3D打印技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,。至今,，空客已經(jīng)將3D打印技術(shù)應(yīng)用于塑料備件,、金屬支架、機艙仿生隔離結(jié)構(gòu)等多種飛機的零部件生產(chǎn)領(lǐng)域,，其功能集成化的飛機液壓件也進行了首次試飛,。

空客新興技術(shù)與概念部門的3D打印專家Peter Sander 既是增材制造技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的先行者，又是對空客3D打印技術(shù)發(fā)展感觸很深的人,。一起來看看他對空客推動3D打印技術(shù)的描述以及對中小型企業(yè)如何利用3D打印技術(shù)的建議,。

內(nèi)部協(xié)同創(chuàng)新
空中客車公司在不來梅的材料和工藝開發(fā)人員已經(jīng)在3D打印領(lǐng)域工作超過15年，最初他們的關(guān)注點是塑料3D打印以及快速原型的應(yīng)用,，但在最近的5到10年時間內(nèi),，3D打印技術(shù)對空客的影響發(fā)生了很大改變，現(xiàn)在幾乎所有空客人都認識到3D打印的巨大潛力,。

2010年,，空客內(nèi)部成立了一個“創(chuàng)新小組”，成員來自空客內(nèi)部多個部門,，是一個跨部門,、跨學科的組織。其目的是開發(fā)創(chuàng)新技術(shù),，并在工作實踐中運用這些技術(shù),。創(chuàng)新小組最初的重點是3D打印和自動化設(shè)計，小組與空客內(nèi)部專家進行溝通,，并尋找可能通過3D打印技術(shù)進行創(chuàng)新與制造的應(yīng)用,。

為此創(chuàng)新小組在歐洲空客內(nèi)部發(fā)起了一項活動,，活動的目的是讓內(nèi)部專家提出與3D打印技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的建議。在2014年,，小組在短短六周之內(nèi)收集到了200條建議,。經(jīng)過三個月的分析與探索，有13個具有3D打印可行性的項目被篩選出來,，并提交給空客集團高層,。

這一活動收獲是，空客決定在歐洲建立一個3D打印平臺,，以促進在工業(yè)過程中引入3D打印,，2014年底以來，該平臺已在整個空客商用部門(如客機制造)中運行,。

平臺的具體工作是進行打印材料和工藝的開發(fā),，創(chuàng)建新的設(shè)計，并審查適合3D打印應(yīng)用的案例,，該平臺在歐洲擁有40多名員工,，他們負責推動3D打印在空客內(nèi)部的應(yīng)用。去年,，空客向平臺投資了1000萬歐元,，而今年的預(yù)算與去年基本持平。

空客3D打印鈦支架,，已安裝在A320neo和A350 XWB測試飛機上使用,。

那么，空客的3D打印平臺取得了哪些成績呢,？Peter Sander 表示,，2014年以來，空客向客戶交付了第一個3D打印的塑料飛機備件,，并開發(fā)了一些3D打印的零件，例如進行了首次試飛的3D打印鈦支架,。這對于驗證3D打印在航空制造中的可行性是具有重要意義的,。2017年，空客還與德國利勃海爾合作進行了3D打印鈦合金液壓元件的試飛,，該液壓件比傳統(tǒng)液壓件重量減輕55%,。空客的目標是在2020年實現(xiàn)該3D打印液壓件的量產(chǎn),。

空客與利勃海爾開發(fā)的3D打印液壓件,。

這也體現(xiàn)出空客的3D打印應(yīng)用發(fā)展軌跡，即從最初實現(xiàn)少量可行性高的3D打印零部件的生產(chǎn),，到實現(xiàn)更多核心零部件的3D打印生產(chǎn),。

評估3D打印的適用性
對于空客3D打印平臺來說并不是所有零部件都是的潛在“目標”,，其目標主要包括通過3D打印技術(shù)按需生產(chǎn)備品備件，并且對于一些復(fù)雜零部件進行創(chuàng)新與優(yōu)化,，比如說通過拓撲優(yōu)化設(shè)計與3D打印使航空航天零部件變得輕量化,，以及通過3D打印技術(shù)制造更多具有高度功能集成化的零件。Peter Sander 認為這將代表產(chǎn)品設(shè)計的一個階段性變化,，制造高度功能集成化,、輕量化零部件的能力，將使3D打印技術(shù)成為主流,。

當然,，目前通過3D打印技術(shù)進行零部件創(chuàng)新還受到材料的限制。Peter Sander 舉了一個例子,，空客使用的鋁合金材料種類很多,，并不是所有的鋁合金材料都適合3D打印，比如說空客曾開展了一個3D打印衛(wèi)星鋁制冷卻板的項目,，這是極端溫度常見的區(qū)域,，因此熱平衡很重要。制造這個部件的合金材料比較特殊,，空客與Fraunhofer 研究所合作,，評估了5種材料的3D打印適用性，包括將它們研磨成粉末并進行驗證,。其中兩種材料是適合3D打印的,。

對中小企業(yè)應(yīng)用3D打印的建議
對于空客這樣的大型航空航天制造企業(yè)來說，不僅對于產(chǎn)品創(chuàng)新有著巨大需求,，而且能夠?qū)π录夹g(shù),、新工藝的應(yīng)用投入充足的人力、物力,、財力支持,，3D打印技術(shù)首先在空客這樣的大型企業(yè)中落地生根幾乎是順理成章的事情。但是,，大量中小型制造企業(yè)并不像空客那樣能夠為3D打印技術(shù)的應(yīng)用提供充足的土壤,，那么中小企業(yè)是否值得在現(xiàn)階段涉及3D打印技術(shù)呢？

Peter Sander的認為是值得的,，但重要的是,，中小企業(yè)應(yīng)該冷靜的審視哪些零件或產(chǎn)品能夠從3D打印技術(shù)中獲益，是需急需交付的少量部件,？還是非常復(fù)雜的零部件,？諸如此類的產(chǎn)品都是值得考慮用3D打印技術(shù)進行制造的�,？湛偷慕�(jīng)驗是,，從相對容易執(zhí)行的零件開始,，逐漸積累3D打印的經(jīng)驗。

Peter Sander 還建議到,，雖然中小企業(yè)缺乏3D打印經(jīng)驗的積累,，并且不了解新制造技術(shù)的全部潛力，但是他們可以通過對外合作尋求幫助,，畢竟對于單個公司而言,，創(chuàng)新成本是非常高的，因此建立起一個合作關(guān)系網(wǎng)可能會為中小企業(yè)提供幫助,。在實踐中,，空客的打印材料研發(fā)、仿生設(shè)計等工作也從外部合作伙伴那里獲得了很多支持,，空客的合作伙伴包括多家研究所,、大學。

Peter Sander 建議中小企業(yè)可以與領(lǐng)先的合作伙伴共同將產(chǎn)品原型開發(fā)出來,，在可以進行量產(chǎn)的階段再大量投入,，通過這種方式開發(fā)3D打印應(yīng)用，早期的投入并不是非常高,，企業(yè)對于增材制造的投入可以循序漸進的進行,。

來源：3D科學谷