美國空軍引進3D 砂型打印機,，用于生產鑄造鋁制零件，改進飛機維修流程

2023年9月2日,，南極熊獲悉,，位于俄克拉荷馬州廷克的美軍空軍基地的第 76 商品維護小組和逆向工程與關鍵工具 (REACT) 實驗室已經具備了鑄造鋁制零件的能力,。該軍事基地通過使用 ExOneS-Print設備來完成3D 打印砂型鑄造模具，可以在其新成立的鑄造廠內鑄造重達 120 磅的鋁制零件,。第 76 CMXG 可以生產達到 B 級標準的產品,，并且研究人員正在完善其工藝，很快就有能力生產 A 級鑄件,，這意味著鑄件幾乎是完美的,。

△在俄克拉荷馬州廷克空軍基地，ExOne S-Print 砂型3D 打印機前的桌子上擺放著一個沙堡模型,。圖片來源：美國空軍/Paul Shirk,。

第 76 架 CMXG 鑄造工藝工程師 Michael Thompson 說道：“內部設計模具和澆注零件能夠讓我們的飛機繼續(xù)飛行,，我們不能讓價值 5000 萬美元的飛機因缺少 100 美元的鑄件而停飛,。”

△3D 砂打印機內的砂模和原砂示例,。圖片來源：美國空軍/Paul Shirk,。

該軍事基地引進了一種新型工具來解決傳統(tǒng)飛機采購零件的困難。在飛機壽命早期可能不需要更換的部件現(xiàn)在已接近使用壽命,，參與投標合同請求的供應商越來越少,。

在新的鑄造廠中，零件的制造方法是首先使用與粘合劑混合的沙子 3D 打印模具,。該模具類似于花店使用的泡沫,，但密度更大。鋁錠在鑄造廠熔化,，倒入模具中,，然后冷卻。然后可以對鑄件進行銑削以形成成品,。

REACT 材料工程師 RyanFowler 表示：“3D砂型打印是 REACT 實驗室在過去兩年中在其制造基地中引入的另一項技術,。我們正在努力讓金屬打印部件獲得適航認證，但由于這是一項新技術,，因此需要付出更多努力,。由于這些組件是最初鑄造的，REACT 和 76th CMXG 只需要通過來源批準請求,�,！�

△第553 商品維修中隊焊工特德·費奇克 (TedFetchik) 將熔融鋁倒入模具中。圖片來源：美國空軍/Paul Shirk,。

作為鑄造廠擴張計劃的一部分,，隨著新技術和設備的增加，第 76 代 CMXG 的能力將在未來三年內不斷增強,。目前可生產的一些零件包括軸承座,、燃料配件以及用于推進、航空電子設備和控制系統(tǒng)的其他零件,。

未來的投資包括購買一個新的爐子用于在澆注前預熱砂型,，改善工藝控制,，并實現(xiàn) A 級質量鑄件。新的熔模鑄造單元將實現(xiàn)自動化殼體鑄造,，利用機器人技術創(chuàng)建蠟模型來生產陶瓷鑄造模具,。該工藝可實現(xiàn)更復雜的幾何形狀、近凈形狀（即非常接近成品的零件）以及極其光滑的鑄件,。

Thompson說：“殼型鑄件比砂型鑄件更精密,、更復雜，使用的地方也更多,；例如燃油泵,、控制連桿、風扇以及空氣和液體需要流動的地方,�,！�

△B-1BLancer 飛機航空電子冷卻系統(tǒng)的成品軸承座，位于粗糙的鋁鑄件和制造該鑄件的模具前面,。圖片來源：美國空軍/PaulShirk,。

盡管鑄造產品還沒有安裝在飛機上，但Thompson預計這些零件將在明年進行飛行驗證,，并等待適航測試,。第 76 CMXG 正在開展初步活動，為鑄造廠獲得國家航空航天和國防承包商認證計劃認證（稱為 NADCAP）而努力,，并預計將于 2024 年 6 月通過集團 AS9110 認證的更新獲得認證,。

第 76 CMXG 的使命是成為美國空軍首屈一指的航空航天維護機構。它為作戰(zhàn)人員提供靈活,、響應迅速的航空航天部件制造和維修服務,。