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3D打印为航空航天产业插上腾飞的翅膀

发布时间:2019-05-27

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航空航天工业不仅需要复杂精密构件的快速制造能力,还需要大型复杂结构件的直接制造能力。由于需要不断推陈出新和升级换代,航天航空领域的研制周期正不断压缩,制造难度不断加大。但3D打印技术的横空出世,却为航空航天产业的发展带来了福音。

 

3D打印技术一直以来广受全球制造领域的追捧,经过30余年的发展,已成为推动世界先进制造业发展的源动力,被誉为“工业4.0”的核心技术。尤其是在作为先进制造技术应用与发展代表的航空航天制造业中,3D打印技术更是展示出了强大的内在生命力。

对于航空航天工业而言,3D打印已经成为一项专用工具,由于具有加工过程不受零件复杂程度局限的优点,能够完成传统制造工艺难以胜任的任务,其应用优势主要体现在以下几个方面:

01缩短研发与生产周期

由于无需研发零件制造过程中所使用的模具,因此研发周期将大幅压缩;3D打印制造速度快,成型后的部件仅需少量后续加工,可以显著缩短生产周期,满足航空航天工业对于产品的快速响应需求。

02降低昂贵的材料成本

航空航天制造领域大多采用价格昂贵的战略级材料,3D打印产品只需进行少量后续处理即可投入使用,材料的使用率可达60%甚至90%以上,可大幅降低制造成本,节约昂贵原材料。

03延长使用寿命

3D打印技术可在保证性能的前提下优化复杂零部件的结构并减轻重量,减少零件的应力疲劳裂纹产生的风险,从而延长使用寿命,而且能够通过减重降低飞行的燃油成本。

04实现快速修复成形

除了应用于复杂零部件的直接快速制造以外,3D打印还可用于航空航天装备零部件的快速修复,匹配性更佳。

如今,全球航空航天领域的原始设备制造商(OEM)、国防承包商、航空维修(MRO)企业等均在纷纷扩大其3D打印部件的使用,贯穿于从机载零部件生产到整机组装的各个环节。

Stratasys一直致力于推进尖端航空航天领域的3D打印应用,其专业的3D打印技术与解决方案以独特的魅力赢得了业内广泛的一致认可与青睐。

 

去年,Stratasys与Boom Supersonic公司签署了一项三年期技术合作协议,以加速Boom Supersonic公司的超音速客机研发进程。根据协议,Stratasys为其提供FDM Fortus 450mc 3D打印机和最新发布的F370 3D打印机,两款打印机都能用生产级热塑性塑料来生产零件,并能为Boom Supersonic提供按需生产能力。

Boom Supersonic制造工程师Ryan Bocook表示:“我们车间里部署的Stratasys 3D打印机已经完全改变了我们的制造方式。由于3D打印速度快、成本低,并且可以制造出那些之前难以制造甚至无法制造的复杂零部件。如今,想象力反倒成了我们最大的限制因素,因为只要我们能设计出来,Stratasys 3D打印机就可以帮我们打印出来。”

 

此外,由于 3D 打印产品申请FAA认证的流程向来复杂繁琐,Stratasys还专门推出了全新的Stratasys F900 MC飞机内饰认证解决方案(AICS)。该解决方案基于Fortus 900 MC型高性能FDM打印机,旨在简化并加速3D打印飞机内饰组件获得美国联邦航空局(FAA)和欧洲航空安全局(EASA)的认证流程,可满足飞行部件在性能及可追溯性方面的严苛需求,同时也为3D打印零件认证创建了一个清晰的路径。

Stratasys Fortus F900 MC飞机内饰认证解决方案主要包括以下几个部分:

01材料和流程规范

材料规范旨在控制原料ULTEM 9085树脂的生产及其向打印丝的转化。除了国家航空研究所(NIAR)和FAA以外,参与材料规范审核的还包括航空航天领域的各大设备制造商,可以确保接收高品质原料,并满足最终零部件的主要品控指标。

02经认证的ULTEM 9085材料

作为飞机内部认证解决方案的关键部分,经认证的ULTEM 9085树脂属于高性能热塑性塑料,具有足够的强重比和良好的高温操作特性,适用于火焰、烟雾和毒性环境。

03飞机内饰配置FORTUS 900 MC

这种特殊配置是与经认证的ULTEM 9085树脂产生一致、可靠的打印结果所必需的。依托增强型材料沉积工艺,飞机内饰配置Fortus 900 MC可提供非常一致的生产结果。

 

行走在行业最前端的Stratasys,一直致力于不断探索和创新3D打印技术及解决方案,让3D打印技术的发展成果更多惠及航空航天领域。总体而言,Stratasys面向航空航天行业的增材制造解决方案具备以下特点:

1加速

在快速原型制作、注塑成型方面,加速创意向成品的转化。利用 3D 打印推动制造,可实现更快的迭代、决策制定和对市场变化的反应。只需花很少的时间,治具和可飞行零件就能从创意投入生产。

2创新

在生产零件方面,降低复杂度或简化生产,只要用户能想到,Stratasys解决方案就能使之成为现实。自由生产其他制造工艺所无法实现的复杂几何形状。经过认证的材料还能保证用户的设计作品可用于飞行,并能应付实际应用中的严苛条件。

3执行

利用强大的轻量复合零件提高生产效率和飞行性能,同时还能精简库存。除节省时间外,还可利用 3D 技术打印复合零件,找到更多优化方法。对于内部组件,则可减弱后期设计更改的影响,以保证正常生产。

4定制

在夹具和治具制造方面,避免个人维修和修复时因需要定制工具或零件而产生的高额加工成本。采用耐用的热塑性塑料,利用 3D 打印解决方案轻松制造可飞行零件。

 

 

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