2016年3D打印在航空航天領(lǐng)域十大應(yīng)用案例

 　　目前，3D打印技術(shù)已成為提高航天器設(shè)計(jì)和制造能力的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)利用3D打印不僅打印出了飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、載人飛船的零部件，還打印出了發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)人機(jī)、微衛(wèi)星整機(jī)，在成本、周期、重量等方面取得了顯著效益，充分顯示了3D打印技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用前景。下面，OFweek3D打印網(wǎng)小編將和大家一起分享2016年3D打印在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的十大熱點(diǎn)案例。

  　　一、GE推出3D打印零件占35%的航空飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 　 　　近日，GE用驗(yàn)證機(jī)對(duì)35%的3D打印零部件進(jìn)行了驗(yàn)證，目的在于希望能將3D打印技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)渦輪螺旋槳（ATP）發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)中，為Cessna Denali飛機(jī)的建造而服務(wù)。   　　據(jù)了解，為了驗(yàn)證飛機(jī)渦輪螺旋槳部分的可用性，GE開(kāi)發(fā)了一款技術(shù)驗(yàn)證機(jī)“a-CT7”。隨著“a-CT7”試驗(yàn)的成功，Cessna Denali將成為有史以來(lái)使用3D打印零部件最多的一架飛機(jī)。通過(guò)以往傳統(tǒng)制造方法所需的855個(gè)零部件將在3D打印技術(shù)的幫助下減少到12個(gè)部分，占到了總零件數(shù)的35%。而這些3D打印零部件包括油箱、軸承座、排氣架、燃燒室、熱交換器和固定流道組件等。   　　據(jù)悉，1,240SHP ATP將作為新的渦輪螺旋槳應(yīng)用在1000-1600 SHP系列商業(yè)通用航空飛機(jī)中，并計(jì)劃于2017年年底正式上空。   　　二、歐洲最大的3D打印衛(wèi)星部件通過(guò)質(zhì)量驗(yàn)證 　　 　　日前，意大利泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）與3D打印服務(wù)公司Poly-Shape合作，使用金屬3D打印技術(shù)為韓國(guó)通信衛(wèi)星Koreasat 5A和 Koreasat-7制造出了天線支架，并成功地通過(guò)了泰雷茲公司進(jìn)行的動(dòng)態(tài)測(cè)試。   　　據(jù)了解，這兩顆衛(wèi)星的天線支架也是迄今為止在歐洲使用基于粉末床的激光熔融金屬3D打印技術(shù)打造的尺寸最大的衛(wèi)星部件。該支架的尺寸為450×205×390毫米，但重量?jī)H為1.13公斤，這兩家公司稱之為“巨大的輕量級(jí)部件”。   　　三、德國(guó)MTU在航空發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)務(wù)上力推3D打印技術(shù) 　 　　近日，德國(guó)MTU公司稱，將在航空發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)務(wù)上力推3D打印技術(shù)。3D打印技術(shù)可以幫助航空制造商減少工裝模具的使用，在生產(chǎn)少量樣件時(shí)，設(shè)計(jì)也可以更加靈活，這使得生產(chǎn)零部件的固定投入成本大幅下降。據(jù)了解，世界上最大的飛機(jī)租賃公司W(wǎng)izzAir、德國(guó)Germania航空、瑞典公司Rockton、以色列Arkia航空公司和印尼Kalstar航空公司以及俄羅斯的伏爾加第聶伯集團(tuán)等紛紛進(jìn)行訂購(gòu)。截至目前，全世界有30%的民航客機(jī)采用MTU供應(yīng)的部件。   　　四、Sonaca與FMAS合力打造3D打印鈦金屬航空航天部件   　　最近，比利時(shí)航空航天公司Sonaca宣布與法國(guó)Fives-Michelin Additive Solutions（FMAS）公司合作，為航空航天行業(yè)開(kāi)發(fā)和制造3D打印的鈦合金零件。通過(guò)此次合作，兩家公司都希望確立自己在航空航天領(lǐng)域金屬增材制造領(lǐng)導(dǎo)者的地位。更具體地說(shuō)，兩家公司希望能夠?qū)onaca在航空航天領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)與FMAS公司的增材制造技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為客戶提供優(yōu)化而專業(yè)的3D打印制造選項(xiàng)。   　　五、我國(guó)實(shí)現(xiàn)3D打印長(zhǎng)征五號(hào)火箭捆綁支座   　　近日，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司一院211廠利用激光同步送粉3D打印技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)征五號(hào)火箭鈦合金芯級(jí)捆綁支座試驗(yàn)件的快速研制，這是激光同步送粉3D打印技術(shù)首次在大型主承力部段關(guān)鍵構(gòu)件上應(yīng)用。該產(chǎn)品的試制成功對(duì)拓展3D打印技術(shù)在箭體結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域的應(yīng)用、豐富大型難加工金屬結(jié)構(gòu)件研制技術(shù)手段具有重要意義。   　　據(jù)悉，捆綁支座為運(yùn)載火箭主承力構(gòu)件，綜合力學(xué)性能要求高，目前主要采用加工性能較好的高強(qiáng)鋼，通過(guò)鍛造再機(jī)加的方式成形。但這一加工方式存在材料去除量大、加工周期長(zhǎng)等問(wèn)題。   　　六、美宇航局成功測(cè)試3D打印的液態(tài)甲烷渦輪泵 　 　　日前，美國(guó)宇航局（NASA）成功測(cè)試了一個(gè)以液態(tài)甲烷為燃料的3D打印火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 渦輪泵?？茖W(xué)家們認(rèn)為，液態(tài)甲烷是NASA登陸火星計(jì)劃中航天器的理想發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑。   　　據(jù)稱，渦輪泵的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因?yàn)樗枰ㄟ^(guò)渦輪的快速旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)泵，并由后者向發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料輪。除此之外，NASA還在2015年完成了氫渦輪泵組件測(cè)試和液氫/液氧實(shí)驗(yàn)機(jī)的測(cè)試。這些測(cè)試以及火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油嘴和其它部件的制造和測(cè)試為推進(jìn)復(fù)雜火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的3D打印、更高效地制造未來(lái)的航天器（包括以液態(tài)甲烷為原料的登陸器）鋪平了道路。   　　七、空客3D打印燃料噴嘴正式投入使用 　 　　2016年4月，歐洲飛機(jī)制造商空客公司收到了他們的下一代空中客車A320neo客機(jī)的LEAP-1A發(fā)動(dòng)機(jī)，這是他們正式將使用3D打印的合金燃料噴嘴用于飛機(jī)引擎上。這些3D打印的部件在LEAP-1A發(fā)動(dòng)機(jī)上最顯著的特征是降低碳排放水平，同時(shí)還能節(jié)省約百分之15以上的燃料。這是迄今為止規(guī)模最大、增長(zhǎng)最快的航空市場(chǎng)之一，預(yù)計(jì)將有2034架新客機(jī)使用LEAP-1A發(fā)動(dòng)機(jī)。   　　八、美軍機(jī)首次試用3D打印 　 　　日前，美國(guó)海軍成功完成了對(duì)使用3D打印關(guān)鍵部件的MV-22B“魚(yú)鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的首次試飛。據(jù)稱，這套3D打印的組件是將“魚(yú)鷹”發(fā)動(dòng)機(jī)艙固定到主翼結(jié)構(gòu)上的四套部件之一。領(lǐng)導(dǎo)3D團(tuán)隊(duì)的莉茲·麥克邁克爾將此次試飛稱為“偉大的第一步”和“游戲規(guī)則改變者”，這將徹底改革美軍修理戰(zhàn)機(jī)的方式，并開(kāi)發(fā)新的功能。   　　九、Safran推出全球首個(gè)3D打印噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)   　　Safran作為法國(guó)航空航天領(lǐng)域的最大的制造商之一，其剛剛與澳大利亞Amaero工程公司和莫納什大學(xué)簽署了一項(xiàng)合作伙伴協(xié)議，即在有限的空間內(nèi)3D打印航空航天部件，包括噴漆發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)。   　　Safran是一家專注于航空航天、國(guó)防安全的制造商，其擁有7萬(wàn)多名員工，并且其在去年的銷售收入達(dá)到了174億歐元，是歐洲航空航天制造業(yè)中最大的企業(yè)之一。他們以民用和軍用飛機(jī)、導(dǎo)彈和目標(biāo)無(wú)人機(jī)的創(chuàng)新渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)而聞名，現(xiàn)在，該公司準(zhǔn)備在新的計(jì)劃里加入3D打印這一新興技術(shù)。   　　十、航天發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪軸轉(zhuǎn)子首次實(shí)現(xiàn)3D打印 　 　　近日，31所與西北工業(yè)大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的國(guó)家某3D打印制造技術(shù)推廣應(yīng)用項(xiàng)目———《激光選區(qū)熔化成形技術(shù)》（即一種3D打印技術(shù)在某渦輪泵上的應(yīng)用研究），順利通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)收。該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了3D打印技術(shù)在轉(zhuǎn)子類零件上的應(yīng)用，研究成果也推廣應(yīng)用到航天發(fā)動(dòng)機(jī)其它關(guān)鍵零部件的研制，突破了復(fù)雜異型薄壁軸承座、中空薄壁主動(dòng)冷卻噴管與細(xì)長(zhǎng)薄壁內(nèi)流道噴嘴等產(chǎn)品的制造技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的快速制造，顯著提升了航天發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能。   　　小編總結(jié)：與傳統(tǒng)制造方式相比，3D打印技術(shù)不僅可大幅度降低生產(chǎn)成本，還突破了傳統(tǒng)制造工藝對(duì)于復(fù)雜形狀的限制，它帶來(lái)的是生產(chǎn)加工觀念的革命性轉(zhuǎn)變，對(duì)推動(dòng)全球航空航天領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要作用。未來(lái)，我們期待3D打印在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用更上一層樓！