航空航天供應(yīng)商快速制造的秘訣：3D打印

導(dǎo)讀：目前，COVID-19新冠病毒繼續(xù)擾亂著全球供應(yīng)鏈。由于供應(yīng)鏈無法滿足激增的需求，導(dǎo)致鋁價(jià)創(chuàng)下了10年新高。航空航天制造商必須找到新的策略，以更好地應(yīng)對(duì)快速變化的供應(yīng)鏈和勞動(dòng)力供應(yīng)。

2022年3月16日，南極熊獲悉，為了應(yīng)對(duì)這些問題，CMS、Hangar One、LISI Aerospace和JJ Churchill等航空航天制造商已經(jīng)開始使用3D打印技術(shù)，將更多的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到企業(yè)內(nèi)部，以加快制造速度。

△JJ Churchill 3D打印的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪機(jī)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）夾具

將業(yè)務(wù)留在公司內(nèi)部

通過將業(yè)務(wù)留在企業(yè)內(nèi)部，航空航天制造商可以直接控制他們的供應(yīng)鏈。CMS是一家位于美國(guó)德克薩斯州康羅的航空公司，主要從事豪華私人飛機(jī)和商務(wù)飛機(jī)的娛樂系統(tǒng)。他們的項(xiàng)目經(jīng)常涉及更換或維修老化的機(jī)艙系統(tǒng)，包括停產(chǎn)的零部件。這些項(xiàng)目是時(shí)間和勞動(dòng)力密集型的，需要當(dāng)場(chǎng)維修。所有的飛機(jī)材料都必須經(jīng)過徹底的測(cè)試和100%的可追溯性，才有資格獲得FAA的批準(zhǔn)。

CMS通過購(gòu)買3D打印機(jī)解決了對(duì)按需定制的獨(dú)特部件的需求。在一架飛機(jī)上，CMS團(tuán)隊(duì)使用Markforged X7打印機(jī)3D打印了至少100個(gè)不同的零件。通過讓部分業(yè)務(wù)在內(nèi)部完成，CMS減少了對(duì)供應(yīng)鏈的依賴，也降低了成本和周轉(zhuǎn)時(shí)間。

另一家航空航天制造商和維修公司Hangar One Avionics，位于美國(guó)加利福尼亞州的圣地亞哥，專門為全球客戶完成執(zhí)法和特殊任務(wù)飛機(jī)，包括空客直升機(jī)、貝爾、賽斯納和機(jī)身。它的許多客戶需要低產(chǎn)量或一次性的定制部件來提高駕駛艙的安全性和便利性。在采用3D打印之前，他們依靠耗時(shí)的傳統(tǒng)加工方法，廢品率高達(dá)65%。

Hangar One則通過一臺(tái)3D打印機(jī)，在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)為固定翼塞斯納飛機(jī)制作了中控臺(tái)，并能夠進(jìn)一步的定制，如杯架、飛行員鍵盤的壁龕，以及手控器和USB充電器。通過在內(nèi)部使用3D打印機(jī)，團(tuán)隊(duì)可以控制供應(yīng)鏈。

更快的制造

3D打印還能實(shí)現(xiàn)更短的周轉(zhuǎn)時(shí)間，使制造商能夠完成更多的工作。

LISI Aerospace是一家生產(chǎn)裝配解決方案和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及結(jié)構(gòu)部件的全球?qū)＜摇Ｋ谟?guó)拉格比的工廠，為包括空客和民用飛機(jī)市場(chǎng)在內(nèi)的客戶生產(chǎn)緊固件。大多數(shù)緊固件是用鈦生產(chǎn)的，但也有一小部分是用鋼生產(chǎn)的。LISI Aerospace面臨著每個(gè)產(chǎn)品類別內(nèi)有許多變體的挑戰(zhàn)。通過使用復(fù)合材料3D打印機(jī)，在制造高質(zhì)量的航空航天緊固件時(shí)，問題解決得更快，生產(chǎn)率更高，損壞、浪費(fèi)和停機(jī)時(shí)間更少。增加3D打印后，LISI公司能更快地將新的緊固件變體引入產(chǎn)品線。LISI公司的團(tuán)隊(duì)為新產(chǎn)品創(chuàng)建了定制的模具，而不需要承擔(dān)傳統(tǒng)模具交貨時(shí)間的額外風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)模具的交貨時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)九個(gè)月。

△JJ Churchill使用Markforged的3D打印機(jī)來制造的CMM夾具

另一家利用3D打印技術(shù)更快地進(jìn)行生產(chǎn)的航空制造商是JJ Churchill，這是一家精密的航空制造和工程公司。在制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）夾具的傳統(tǒng)方法涉及多次粗加工和精加工操作，減緩了迭代，增加了加工等待時(shí)間。浪費(fèi)了巨大的時(shí)間和加工成本，因?yàn)閵A具需要高度精確、可重復(fù)和堅(jiān)固。

通過使用3D打印機(jī)，JJ Churchill可以生產(chǎn)出復(fù)雜的定制幾何形狀，為小批量零件提供高效、安全的工裝夾具。將定制的3D打印與現(xiàn)成的零件相結(jié)合，使團(tuán)隊(duì)能夠簡(jiǎn)化生產(chǎn)并提高功能?，F(xiàn)在，他們可以在一周內(nèi)設(shè)計(jì)和測(cè)試夾具，減少材料浪費(fèi)，提高質(zhì)量和精度--節(jié)省70%的時(shí)間和80%的成本。

△通過3D打印CMM夾具，JJ Churchill節(jié)省了70%的時(shí)間和80%的成本

供應(yīng)鏈每天都會(huì)成為頭條新聞。雖然我們不能完全預(yù)測(cè)制造商明天會(huì)面臨什么新的挑戰(zhàn)，但我們可以肯定，新的一天會(huì)帶來新的瓶頸、供應(yīng)限制或消費(fèi)者需求的轉(zhuǎn)變。能夠最迅速地調(diào)整他們的流程以適應(yīng)環(huán)境的航空航天制造商將能夠生存和發(fā)展。


編譯自：aerospacemanufacturinganddesign