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3D新聞

空客A350部件采用3D打印技術(shù) 引領(lǐng)航材生產(chǎn)潮流

3D打印商情 來源:民航資源網(wǎng)(合肥)2014-07-22 我要評論(0 )   

據(jù)福布斯報道,3D打印技術(shù)異軍突起,占據(jù)了各行各業(yè)令人難以置信的廣泛領(lǐng)域,包括食品、醫(yī)療保健、零售商品,現(xiàn)在更是進(jìn)入了航空航天領(lǐng)域。航空業(yè)發(fā)展主要受制于以下因...

    據(jù)福布斯報道,3D打印技術(shù)異軍突起,占據(jù)了各行各業(yè)令人難以置信的廣泛領(lǐng)域,包括食品、醫(yī)療保健、零售商品,現(xiàn)在更是進(jìn)入了航空航天領(lǐng)域。航空業(yè)發(fā)展主要受制于以下因素:飛機(jī)重量、運(yùn)營成本、環(huán)境影響和配載量。3D打印的技術(shù)名稱又叫添加劑層制造技術(shù)(ALM),是一項革命性的新技術(shù),改變了以上所述四個方面。該技術(shù)被證明是飛機(jī)設(shè)計和制造的真正創(chuàng)新。

    ALM技術(shù)為飛機(jī)制造打開了一扇新的大門。與過去通過切割整塊材料來生產(chǎn)部件不同,它的工作原理是從內(nèi)到外,一層一層制造出航材部件。產(chǎn)品由計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)而成,由細(xì)小的顆?;蛉诨乃苣z組成,通過層層疊加制造,直到最終形成堅固完整的部件產(chǎn)品。

    3D打印技術(shù)解除了許多傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的束縛。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法使用的昂貴的染料、成型工具或模具都不再需要了,再復(fù)雜的設(shè)計在生產(chǎn)過程中也無需額外花費(fèi),因為激光技術(shù)無論生產(chǎn)簡單還是復(fù)雜的形狀都是同樣的制造過程。生產(chǎn)時間從幾個月降低至幾天,并且可以自由設(shè)計,把產(chǎn)品重量降至最輕,但卻不會影響其固有強(qiáng)度。

    除此之外,無論生產(chǎn)什么組件,ALM技術(shù)使用的原材料跟傳統(tǒng)的減量加工法比起來都少得多,減少量可以達(dá)到90%;而且?guī)缀醪划a(chǎn)生廢料,廢料的比例僅為5%至10%,而且還可以再回收利用,而目前的生產(chǎn)工藝會產(chǎn)生90%至95%的廢料。

    試水

    2012年,空中客車小組在首架A350XWB飛機(jī)上安裝系統(tǒng)時,發(fā)現(xiàn)缺少了在飛機(jī)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)間可活動的支架,這有可能會導(dǎo)致時間延遲。但幸運(yùn)的是,當(dāng)時已有的這項智能技術(shù)使得工作在期限內(nèi)圓滿完成了。

    “我們需要的支架的負(fù)載和尺寸都在3D打印機(jī)適用的范圍內(nèi),3D打印技術(shù)在當(dāng)時已經(jīng)開始商用,只是還沒有被空中客車采用,”3D打印項目主管伯夫(Pierre-Alain Boeuf)如是說。該小組當(dāng)時向空中客車首席執(zhí)行官法布里斯•布利葉(Fabrice Brégier)推薦了這個想法。

    “我們解釋說,因為我們已經(jīng)有了這些支架的3D設(shè)計,如果我們買一臺足夠大的打印機(jī),就可以自己生產(chǎn)了,”伯夫接著說,“法布里斯幾乎立刻就批準(zhǔn)了預(yù)算。”

    第一臺打印機(jī)于2012年4月運(yùn)達(dá)空中客車工廠,很快就開始生產(chǎn)它的首批部件。生產(chǎn)出來的支架迅速獲得了可用于飛行用途的資質(zhì),有些甚至安裝在用于飛行測試的飛機(jī)上。空中客車小組自然非常高興,因為他們的這個想法從一個建議到真正安裝在飛機(jī)上僅僅花費(fèi)了兩個月。直至2013年7月,空中客車已經(jīng)打印了1300個部件,在支架的供應(yīng)上平均就節(jié)省了44天的交期,其它有些部件甚至節(jié)省了超過100天,工具的成本和供應(yīng)上也降低了70%。

    “這項技術(shù)可完美應(yīng)用于量少的部件,而且特別適用于設(shè)計打樣。我們?nèi)栽趯ふ移渌锌赡軕?yīng)用此項技術(shù)的地方,目前看來潛力巨大,”伯夫表示。

    首航

    兩年后,一個使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的組件在一架商用空中客車飛機(jī)上開始首航。這個小小的塑料部件,安裝在加拿大越洋航空公司的A310飛機(jī)上,于2月初起飛,成為航材部件產(chǎn)業(yè)革命性變革的先驅(qū)。

    這個硬塑料噴漆部件是安裝在機(jī)組座椅背后的一塊面板,用來固定座椅安全帶,長度約為10至40厘米。這塊不起眼的面板卻造成了小小的轟動:因為它代表了飛機(jī)航材部件生產(chǎn)的變革范例。“3D打印技術(shù)使得我們能以有效的成本‘按需’生產(chǎn)那些需求量比較少的部件,并迅速提供給客戶,” Satiar集團(tuán)添加層制造技術(shù)解決方案主管博格(Mareike Boeger)表示。

    航材部件是3D打印的一個主要客戶備選,但需求量一直以來都很難計算??罩锌蛙嚈C(jī)隊的大部分航材部件都很少提出需求,那些在兩年內(nèi)平均訂購了5次的航材就已經(jīng)被認(rèn)為是“高頻需求”。不過,即便某種機(jī)型已經(jīng)停產(chǎn),只要該機(jī)型有至少5架飛機(jī)在役,空中客車都必須確保所有組件都有庫存,或者至少在有需要的時候能在很短時間內(nèi)得到。

    例如,A300/A310飛機(jī)預(yù)計到2050年仍會有航材備件需求,今天共有415架該機(jī)型的寬體機(jī)運(yùn)行。“目前我們庫存約有350萬件備件,”博格表示,“這要占用大量的庫存空間,也束縛了我們的現(xiàn)金流。”夠理由更深度的探索3D打印技術(shù)應(yīng)用的可能性了。

    “我們很高興自己的想法推動了A350XWB項目的發(fā)展,但是我必須在全公司范圍內(nèi)強(qiáng)調(diào)可以將這項技術(shù)擴(kuò)展至更廣泛的工作中去,”博格總結(jié)說,“3D打印已經(jīng)為我們節(jié)省了許多成本,但它的未來發(fā)展空間必將更加廣闊。”

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