3D打印进入飞机发动机 霍尼韦尔说这样更快更便宜

文/陈姗姗

好国亚利桑那州凤凰乡，霍僧韦我总部删材制作手艺中间，《第一财经日报》记者正在一间洁净而没有年夜的消费车间，拿到了一包少宽下皆没有到十厘米的小样件，包罗一个等比例减少后的策动机模子、一个网格状的坐圆体、一个横切里战一个钥匙链。

那些皆是霍僧韦我经由过程3D挨印出去的整部件，近来几年，怎样将3D挨印手艺使用于消费飞机整部件，是DonaldGodfrey不断正在处置的事情。

DonaldGodfrey是霍僧韦我航空航天团体研讨员级工程师，便正在客岁，他睹证了霍僧韦我初次利用3D挨印手艺消费出了HTF7000策动机的一个部件，那一策动机型号普遍使用于一系列中长途公事机，包罗正在海内较为常睹的达索猎鹰、庞巴迪应战者、湾流等机型。本年，公司借方案将6~7个3D挨印部件拆进TPE331策动机。

虽然手艺门坎十分下，但现在3D挨印正在航空制作业的研讨曾经开端由最后的尝试室阶段逐渐背实践利用阶段过渡。

低落工夫本钱

霍僧韦我航空航天团体是从2010年进进3D挨印范畴的。2010年6月，霍僧韦我初次接纳718镍开金3D挨印了一个切背注进喷嘴（TOBI），并将其装置正在了霍僧韦我飞翔实验台上。2012年1月，霍僧韦我利用同种质料挨印了旋流发作器，并正在客户的飞翔实验台长进止了测试。

2015年1月，霍僧韦我使用3D挨印手艺消费出了HTF7000策动机的一个部件。2016年内乱，公司方案将6~7个3D挨印部件拆进TPE331策动机。

看起去，3D挨印飞机配件的进度其实不快，对此，DonaldGodfrey对记者引见，那是因为成立消费粉终、存储粉终、融化粉终及后处置工艺的“牢固流程”需求相称少的工夫，因而日程摆设成了次要应战之一，并且那一日程摆设借需求得到好国联邦航空办理局（FAA）、客户，和霍僧韦我尾席工程部分取霍僧韦我营销部分的核准。“一旦得到了那些核准，只需利用一样的机械战粉终，挨印其他部件将十分疾速，事半功倍。”

DonaldGodfrey引见，不管利用何种机械，3D挨印的事情道理皆是经由过程硬件建模，将要挨印的部件切割成无数层切片，正在此过程当中，每层真体切片需求不竭取电脑建模的数字切片比照，发明偏向落后止改正。

霍僧韦我是第一家利用电子束熔炼（EBM）手艺（3D挨印手艺的一种），操纵铬镍铁开金718这类镍基超开金消费航空航天整部件的企业。电子束熔炼手艺利用的是电子束，而非被称为间接金属激光烧结（DMLS）的屡次金属烧结/融化过程当中发明的激光束。

“电子束熔炼手艺的劣势有四个圆里，没有需求模具，能够削减工夫本钱，任何金属材量皆能够减工，而且可以撑持各类庞大的多少构造，设想上更加灵敏。”DonaldGodfrey报告记者，正在霍僧韦我看去，从严厉意义上讲，电子束熔炼手艺才是真实的3D挨印手艺。

之以是要破费精神研讨多年，是由于3D挨印飞机配件，不只能够低落制作本钱，借能够收缩消费战托付工夫。

好比霍僧韦我初次利用3D挨印手艺消费HTF7000镍基超开金策动机的管腔，便无望低落50%的制作本钱。已往，经由过程传统工艺研造涡轮叶片的样件需求3年的工夫，而假如接纳了3D挨印手艺则仅需短短9周，取已往比拟，为全部供给链节省了70%的工夫。

“本钱的节省去自于几个圆里：一是正在设想上能够将8个差别部件编号组分解只要1个部件编号；两是3D挨印手艺能够协助航空制作商削减工拆模具的利用，正在消费大批样件时，设想也能够愈加灵敏，那使得消费整部件的牢固投进本钱年夜幅降落。”DonaldGodfrey对记者引见，好比，用3D挨印手艺消费的熄灭室庇护罩就能够低落40%的本钱。别的，经由过程该手艺借能够加沉整件的重量，那间接干系到飞机的燃油经济性。已往，关于年夜型庞大构件，制作商用传统工艺没法完成，便拆为几个部件，然后再停止组开，现在3D挨印能够完成整部件一次成型，那不只增长了整部件的强度，同时也加沉了整部件的重量。别的，3D挨印手艺另有助于提拔整部件量量，进步畅通及格率，削减库存。

多量量消费尚需光阴

不外，包罗DonaldGodfrey正在内乱的多位霍僧韦我人士皆对记者坦陈，今朝3D挨印手艺借次要用于产物本型设想战样品测试，并出有效于多量量消费。

DonaldGodfrey指出，今朝接纳3D挨印手艺消费部件能够节流工夫，但本钱更下，需求手艺更普遍天推开才气低落本钱。别的，航空器的组拆历程也较为庞大，3D挨印手艺借不敷以替代传统的组拆法式，一些3D挨印手艺可以撑持的部件巨细有限。

“今朝，删材制作正在经济服从上借不克不及取更具经济型的浅易锻造手艺相对抗。”DonaldGodfrey报告记者，不外，正在将来几年，霍僧韦我等公司将开端挨印而非锻造小批量但下代价的部件。“当客户所需的消费数目较低时，整部件制作的本钱会疾速上涨，叠减制作则是处理那一成绩的好法子，利用挨印手艺消费小批量铸件，能够节流客户的本钱战工夫。”

现在，霍僧韦我正正在四个删材制作手艺中间展开3D挨印飞机配件的研讨，那四个手艺中间别离位于好国凤凰乡、印度班减罗我、捷克布我诺战中国上海。此中，上海的尝试室能够挨印出少宽下最年夜为25cm、25cm、32.5cm的部件。公司方案到2020年完成40%的部件皆具有接纳3D挨印手艺消费的才能。

正正在研讨3D挨印手艺使用到飞机上的不但是霍僧韦我。正在客岁托付的A350接纳了部门3D挨印部件后，空客方案本年将把3D挨印的客舱隔板拆进客舱，并方案2018年为飞机机翼拆上3D挨印的扰流罩。

取下校协作同样成为制作商们停止3D挨印手艺研讨的配合形式。霍僧韦我航空航天团体便取好国的4所年夜教签订了协作和谈，波音、空客等平易近机整机制作商也皆挑选取年夜教停止协作，停止3D挨印手艺的研讨。

值得一提的是，中国也已到场到该手艺的研讨中去。好比西北产业年夜教便取空客签订了协作和谈，配合探究3D挨印手艺正在航空范畴的使用，项目重面研讨激光3D挨印手艺正在飞机部件制作中一次挨印成型、削减减工余量和质料正在成型过程当中变形等困难。西北产业年夜教凝固手艺国度重面尝试室负担样件制作，空客负担样件的丈量战评价事情。