賽峰已驗(yàn)證金屬3D打印飛機(jī)起落架大型結(jié)構(gòu)件的可行性

南極熊注意到，2021年3月29日，飛機(jī)供應(yīng)商賽峰集團(tuán)（Safran）宣布已經(jīng)證明了金屬3D打印生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)零件的可行性。這種結(jié)構(gòu)零件位于公務(wù)機(jī)起落架中。本次驗(yàn)證結(jié)構(gòu)，將加強(qiáng)航空制造中增材制造的使用。

△大型金屬3D打印結(jié)構(gòu)件，尺寸為455 x 295 x 805毫米，材料為鈦合金，打印設(shè)備為SLM®800

增材制造在航空領(lǐng)域不斷發(fā)展，催生了許多創(chuàng)新設(shè)計(jì)。賽峰展示了金屬3D打印技術(shù)新的可行性：公務(wù)機(jī)的前起落架。這是一個(gè)很大的部件，需要承受極大的機(jī)械應(yīng)力。

“這是世界首個(gè)利用3D打印加工這種材料和尺寸的零件”，賽峰著陸系統(tǒng)（Safran Landing Systems）項(xiàng)目中R＆T臺(tái)負(fù)責(zé)人Nicolas Nguyen指出，“這個(gè)結(jié)構(gòu)要求非?？量蹋核仨毮軌蛟跇休S上轉(zhuǎn)動(dòng)，起落架縮回飛機(jī)，并且必須吸收飛機(jī)機(jī)輪的機(jī)械應(yīng)力。 ”

重量降低了15％

傳統(tǒng)起落架零件，通常是通過5軸加工和三個(gè)鍛造零件組裝而成。但這部分零件在2019年被賽峰集團(tuán)著陸系統(tǒng)確定了，它可使用金屬3D打印技術(shù)來制造。

“我們想優(yōu)化設(shè)計(jì)，特別是減少生產(chǎn)時(shí)間以及零件重量。但傳統(tǒng)的加工技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)，”Nicolas Nguyen解釋說，“我們希望減少組裝步驟，只生產(chǎn)一個(gè)整體零件來替代以前需要三個(gè)組件的零件?！?br />
因此，起落架殼體已針對(duì)3D打印工藝進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，并且能夠在單個(gè)生產(chǎn)周期中進(jìn)行制造。這種方法消除了組裝的縫隙，并使重量顯著降低了約15％。

△新的金屬3D打印起落架殼體，將原先的三個(gè)組件裝配的，已經(jīng)組合為一個(gè)整體零件。材料為鈦合金，一種具有高機(jī)械性能的材料，天然抗腐蝕，無需任何表面處理，還有助于提高零件的耐用性

SLM金屬3D打印技術(shù)又快又省

至于選擇什么樣的3D打印工藝，最后敲定了SLM激光選區(qū)熔化鈦合金3D打印技術(shù)技術(shù)。Nicolas Nguyen 強(qiáng)調(diào)：“我們已經(jīng)研究了沉積3D打印金屬絲進(jìn)行生產(chǎn)的可行性。因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)大尺寸的零件制造。但是，沉積技術(shù)打印出來的零件的表面質(zhì)量不太好，必須要大量加工 。后期的加工，其實(shí)也會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和資金?！?br />
后來，賽峰集團(tuán)與位于德國(guó)呂貝克的激光金屬3D打印專家SLM Solutions建立了技術(shù)合作。之所以選擇這家公司，是因?yàn)樗陂_發(fā)大幅面和垂直高度可定制的金屬3D打印機(jī)SLM800。機(jī)器還配備了四個(gè)激光器，加快打印速度，減少生產(chǎn)時(shí)間，可以減少零件的內(nèi)部應(yīng)力；特別是專利的氣流管理系統(tǒng)和永久性過濾器，可確保最高的可靠性。大尺寸金屬3D打印機(jī)SLM800具體參數(shù)，請(qǐng)到全球3D打印產(chǎn)品庫(kù)中https://product.nanjixiong.com/查看。


△SLM Solutions的SLM 800打印機(jī)，Z軸可以擴(kuò)展，足以生產(chǎn)大型零件

3D打印鋁合金仍受限制

高性能的鈦合金被選擇用來3D打印這套飛機(jī)起落架零件，減少后處理步驟?！?0％零件表面都沒有經(jīng)過處理”，Nicolas Nguyen 指出，“僅對(duì)功能部位表面進(jìn)行了機(jī)械加工”。

起落架殼體通常由鋁制成，但不適合這個(gè)新零件的設(shè)計(jì)，3D打印出來的性能也不適合，材料成本較高。

賽峰著陸系統(tǒng)部件將在2022年通過測(cè)試臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，確保合格，然后將被集成到設(shè)備中，為3D打印飛行結(jié)構(gòu)件鋪平道路。