霍尼韋爾：3D打印全面進(jìn)軍航空制造業(yè)

飛機(jī)性能以及燃油效率的提升,，對(duì)歷史超過(guò)百年的傳統(tǒng)航空制造業(yè)制造著一個(gè)個(gè)新的挑戰(zhàn),，比如新材料和新制造技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)碳纖維復(fù)合材料為主體制造的大型客機(jī)已經(jīng)開(kāi)始廣泛投入到全球航線(xiàn)的運(yùn)營(yíng)之中時(shí),，新的制造技術(shù)也在看不見(jiàn)的地方悄然改變著航空工業(yè)的制造方式,，比如3D打印技術(shù)制造的一些飛機(jī)零部件已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用在商用民航客機(jī)的關(guān)鍵部件上。南極熊覺(jué)得當(dāng)前,，3D打印技術(shù)持續(xù)發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)�,？焖僭鲩L(zhǎng),，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用不斷擴(kuò)大。3D打印技術(shù)在技術(shù)方法,、制造平臺(tái),、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面取得重要進(jìn)展，在市場(chǎng)規(guī)模方面保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),。

美國(guó)航空制造業(yè)巨頭霍尼韋爾航空航天集團(tuán)使用3D打印技術(shù)成功制造出一個(gè)HTF7000小型商用發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件,，并計(jì)劃進(jìn)一步將多個(gè)采用同類(lèi)技術(shù)制造的部件裝入其暢銷(xiāo)的TPE331發(fā)動(dòng)機(jī)中,。不同于傳統(tǒng)制造模式的“減法”，3D打印技術(shù)通過(guò)將材料粉末通過(guò)技術(shù)手段重新堆疊來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的構(gòu)型,，正如任何一種新技術(shù)出現(xiàn)所受到的質(zhì)疑一樣,，這種看起來(lái)像是黏土玩具一樣的方式真的能制造出需要嚴(yán)格認(rèn)證并處在復(fù)雜運(yùn)營(yíng)環(huán)境下的飛機(jī)零部件的要求么?

“3D打印與傳統(tǒng)制造技術(shù)的區(qū)別就在于，從產(chǎn)品原始材料到生產(chǎn)過(guò)程都影響到最終的產(chǎn)品性能,，這是其較傳統(tǒng)制造方式的優(yōu)勢(shì)之所在,。”霍尼韋爾中國(guó)研發(fā)中心航空航天工程與技術(shù)部總經(jīng)理徐軍博士在2016年珠海航展期間接受記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí),，對(duì)3D打印技術(shù)在航空制造業(yè)應(yīng)用的前景表示非常樂(lè)觀(guān),。

霍尼韋爾在3D打印技術(shù)應(yīng)用方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了包括高溫鎳合金材料制成的飛行試驗(yàn)部件、利用高溫鎳合金材料生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)渦輪式發(fā)動(dòng)機(jī),，并通過(guò)循環(huán)旋轉(zhuǎn)測(cè)試驗(yàn)證了制造過(guò)程和材料屬性以及利用電子光束熔解技術(shù)生產(chǎn)鎳材料部件等多項(xiàng)技術(shù)成果,。合金材料都有特性曲線(xiàn)，3D打印的材料也一樣,， “當(dāng)我們搞清楚產(chǎn)品本身的力學(xué)特性和材料特性,，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以搭建一個(gè)體系,，這樣也有利于取得認(rèn)證,。”

霍尼韋爾方面表示,，3D打印技術(shù)的應(yīng)用有望降低50%的制造成本,，并大幅縮短生產(chǎn)和交付時(shí)間。成本的節(jié)約來(lái)自于在設(shè)計(jì)上將8個(gè)不同部件編號(hào)組合成只有1個(gè)部件編號(hào),。交付時(shí)間可從數(shù)月縮短至數(shù)周,。總的來(lái)說(shuō),，它將提升零部件質(zhì)量,，提高流通合格率，減少庫(kù)存,，加快生產(chǎn)速度并降低生產(chǎn)成本,。

“有些東西之所以做成目前這樣是因?yàn)槭艿街圃旃に嚨南拗疲�而采�?D打印就沒(méi)有這么多限制,，我們可以把產(chǎn)品做得更簡(jiǎn)單直接,，省掉很多不必要的部分，這樣還可以實(shí)現(xiàn)減重的效果,�,！钡拇_，對(duì)于燃油成本占到總運(yùn)營(yíng)成本相當(dāng)比重的現(xiàn)代民航客機(jī)而言,，不管是大范圍采用新材料,、提升氣動(dòng)性能以及改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),，本質(zhì)上都是為了使單位重量的業(yè)載在消耗更少燃料的基礎(chǔ)下實(shí)現(xiàn)更多的位移，這也是航空工程師們長(zhǎng)久以來(lái)共同的目標(biāo),。

霍尼韋爾目前已經(jīng)建立了四個(gè)3D打印技術(shù)中心,，分別位于美國(guó)鳳凰城、印度班加羅爾,、中國(guó)上海以及捷克的布爾諾,。在徐軍看來(lái)，大部分金屬材料都可以采用3D打印技術(shù),，但目前看來(lái)并不是所有零部件都需要用3D打印技術(shù)來(lái)實(shí)施,。“畢竟需要一段時(shí)間才能讓3D打印技術(shù)降到與傳統(tǒng)制造技術(shù)同樣的成本,，所以有些并不復(fù)雜的超大型零部件目前看來(lái)還是用傳統(tǒng)制造技術(shù)更為合理,。”

霍尼韋爾目前正在用3D打印技術(shù)制造小批量但價(jià)值高的零部件,，在該公司看來(lái)，當(dāng)客戶(hù)所需的生產(chǎn)數(shù)量較低時(shí),，零部件制造的成本會(huì)迅速上漲,，疊加制造則是解決這一問(wèn)題的好辦法。使用打印技術(shù)生產(chǎn)小批量鑄件,，可以節(jié)省客戶(hù)的成本和時(shí)間,。

航空業(yè)現(xiàn)在正進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的供應(yīng)鏈管理階段，這意味著企業(yè)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)打印零部件,，保持零庫(kù)存,，且只在收到訂單時(shí)才開(kāi)始打印。現(xiàn)有供應(yīng)鏈中涉及的部件庫(kù)存量將會(huì)面臨粉末化,。

“最重要的一點(diǎn)在于,，我們可以利用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)計(jì)理念，”徐軍對(duì)本報(bào)記者表示,，“3D打印技術(shù)可以嘗試制作一些傳統(tǒng)制造技術(shù)從未想過(guò)的方案,，產(chǎn)生全新的設(shè)計(jì)理念，比如之前我們幫助一個(gè)客戶(hù)制造了一個(gè)特殊的扳手,，市面上沒(méi)有這種扳手的成品出售,，但我們從建模到制造所花的時(shí)間很短，而且產(chǎn)品的實(shí)用效果非常好,，一次成型所需的時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于制作模具需要的時(shí)間,，這就是這個(gè)技術(shù)真正的價(jià)值所在�,！�

霍尼韋爾研究員級(jí)工程師Donald Godfrey認(rèn)為,，3D打印在航空業(yè)下一階段的重大突破方向是將該技術(shù)應(yīng)用在工具加工上,。

來(lái)源：華夏時(shí)報(bào)
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