Formlabs輔助制造：波音、空客飛機(jī)都在使用的應(yīng)急燈帶

來(lái)源：Formlabs


作為漢莎集團(tuán)的子公司，Lufthansa Technik AG 不僅負(fù)責(zé)漢莎航空的維護(hù)和維修，還負(fù)責(zé)向空客、波音等主流設(shè)備制造商 (OEM) 銷(xiāo)售航空產(chǎn)品和飛機(jī)零部件。Lufthansa Technik 參與研發(fā)和生產(chǎn)的其中一條產(chǎn)品線(xiàn)是客機(jī)內(nèi)部的逃生路線(xiàn)標(biāo)記。這種逃生標(biāo)記是借助3D 打印制造輔助設(shè)備，以創(chuàng)新的方式制作的。

在采訪(fǎng) Lufthansa Technik AG 的項(xiàng)目工程師 Ulrich Zarth 時(shí)，談到了該公司如何在生產(chǎn)中使用這些 3D 打印工具作為消耗品，以及 3D 打印如何優(yōu)化流程，使整個(gè)流程更加順暢。

Guide U：空客、波音廣泛采用的逃生路線(xiàn)標(biāo)記

作為的航空 MRO（維護(hù)、維修和大修）供應(yīng)商之一，Lufthansa Technik 廣泛使用增材制造。自2018年以來(lái)，公司內(nèi)的一個(gè)跨部門(mén)機(jī)構(gòu)一直負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)用于制造航空航天產(chǎn)品的各種 3D 打印工藝，以及用于3D打印生產(chǎn)的工具和設(shè)備。這些飛機(jī)零部件的客戶(hù)主要是空客、波音等大型設(shè)備制造商。

其中一個(gè)使用 3D 打印的產(chǎn)品是用于飛機(jī)內(nèi)部的Guide U逃生路線(xiàn)標(biāo)記。這些創(chuàng)新的地板標(biāo)記因?yàn)槭褂昧俗园l(fā)光的彩色顏料，是可以自行發(fā)光的。這些顏料通過(guò)吸收普通的客艙燈光，以保證在緊急情況下，能夠在黑暗中繼續(xù)發(fā)光。飛機(jī)地板上一排排座位上的自發(fā)光條顯示了緊急情況下通往緊急出口的通道。

該專(zhuān)利系統(tǒng)已于 2021 年 11 月在德國(guó)漢堡的Lufthansa Technik內(nèi)部生產(chǎn)。

△Guide U燈帶安裝在飛機(jī)上作為逃生路線(xiàn)標(biāo)記。

3D 打印的噴嘴作為生產(chǎn)使用的耗材
為了制作這些逃生路線(xiàn)標(biāo)記，Lufthansa Technik 的團(tuán)隊(duì)利用 3D 打印生產(chǎn)的制造輔助設(shè)備。在測(cè)試了不同的方法后，選擇了Formlabs的光固化 (SLA) 3D 打印，將噴嘴用作制造過(guò)程的工具組件。

△噴嘴，由Clear Resin制成，帶有一體式螺紋（最右側(cè)的組建仍帶有支撐結(jié)構(gòu)）。

這種噴嘴是消耗品，一般情況下使用機(jī)械加工或注塑成型等傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)。3D 打印噴嘴是一種具有成本效益的替代制造輔助工具，噴嘴使用Fromlabs的Clear Resin通過(guò) 光固化 3D 打印進(jìn)行生產(chǎn)，滿(mǎn)足工具必要的質(zhì)量和精度要求。該解決方案使 Lufthansa Technik 能夠每天更換噴嘴以?xún)?yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，保證成品質(zhì)量。

“如果想要快速精確的獲得幾何形狀的零件，特別是使用塑料材料，我會(huì)一直使用 3D 打印?！?br />
—— Ulrich Zarth
Lufthansa Technik AG 項(xiàng)目工程師

3D打印制作輔助設(shè)備：兼具精度和靈活性

生產(chǎn)客艙內(nèi)指示燈帶所用的噴嘴工具是與 Formlabs 合作伙伴 myprintoo 合作在 Form 3L 上打印的。Form 3L 的大面積構(gòu)建平臺(tái)允許在一次打印中生產(chǎn) 72 個(gè)噴嘴。相比之下，在 Formlabs 光固化 3D 打印機(jī)的較小版本上， Form 3+ 能夠在一次工作任務(wù)中打印 25 個(gè)噴嘴。

Form 3L 在不犧牲打印精度的情況下，為生產(chǎn)節(jié)省了大量的時(shí)間。

△在 Form 3L 上生產(chǎn) 72 個(gè)噴嘴，打印時(shí)間為 19.5 小時(shí)。

“我們?cè)诘^(guò)程中跟蹤工具的構(gòu)造，對(duì)層厚度、打印方向甚至部分組件幾何形狀進(jìn)行任何調(diào)整，從而確保工藝可靠性和打印質(zhì)量，”myprintoo 的 Jonathan Wulf 解釋說(shuō).

打印完成后，僅需要標(biāo)準(zhǔn)的光固化后處理不走，噴嘴即可直接用于Guide U燈帶的生產(chǎn)過(guò)程。

在對(duì)幾種 Formlabs 材料進(jìn)行測(cè)試之后，Lufthansa Technik 最終選擇了Clear Resin，它除了提供適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性和表面質(zhì)量外，還有助于 Lufthansa Technik 不斷優(yōu)化其生產(chǎn)流程。

作為負(fù)責(zé)的項(xiàng)目工程師，Zarth 與 Formlabs 的合作伙伴 myprintoo 密切合作，共進(jìn)行了五個(gè)版本的噴嘴迭代。由于 myprintoo 的 3D 打印部件提供快速可靠的服務(wù)和交付，偶爾仍會(huì)進(jìn)行設(shè)計(jì)更改以?xún)?yōu)化流程。

“我們幾乎馬上就注意到了這次合作最大的好處是快速調(diào)整和迭代。例如，過(guò)程中的某些事情沒(méi)有按應(yīng)有的方式進(jìn)行；在晚上就對(duì)噴嘴模型進(jìn)行了調(diào)整，第二天我們就可以使用新噴嘴進(jìn)行打印了?！?br />
—— Ulrich Zarth
Lufthansa Technik AG 項(xiàng)目工程師

△Lufthansa Technik 通過(guò)Form 3L，使用Clear Resin批量制作的噴嘴。

使用3D打印對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行流程優(yōu)化
Zarth 和他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)內(nèi)部 3D 打印噴頭這一小型組件，在生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)省了大量時(shí)間和資金成本。與制造此類(lèi)工具的傳統(tǒng)方法相比，他們還能夠避免第三方生產(chǎn)機(jī)構(gòu)定制的過(guò)高的起訂量，并在工藝優(yōu)化中保持顯著的靈活性。  

“理論上，我們也可以通過(guò)注塑制作這一零件。但我們永遠(yuǎn)不會(huì)在噴嘴的形狀和調(diào)整方面如此靈活。這就是我看到 3D 打印的巨大優(yōu)勢(shì)，”

—— Ulrich Zarth
Lufthansa Technik AG 項(xiàng)目工程師

相較于許多公司所使用的注塑成型、CNC加工或其他傳統(tǒng)工藝為生產(chǎn)制作金屬或塑料的工具，3D打印提供了更具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。

采用3D打印，廠(chǎng)商可以盡量避免外包所帶來(lái)的交貨時(shí)間長(zhǎng)、成本高和高起訂量的壓力。同時(shí)，廠(chǎng)商還能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況對(duì)生產(chǎn)工具進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，保證了高效生產(chǎn)。

From 3L超大成型體積，實(shí)現(xiàn)您的偉大創(chuàng)意

大成型體積，精度不妥協(xié)
憑借 33.5 × 20 × 30cm 的超大成型體積，打印出全尺寸的大型原型或精細(xì)模型。大尺寸打印仍然保持一貫的高品質(zhì)。Form 3L 能實(shí)現(xiàn)立體光刻 3D 打印所特有的光滑表面和精細(xì)的表面細(xì)節(jié)。

不間斷打印
無(wú)論是打包成型體積進(jìn)行批量生產(chǎn)還是打印大型部件，F(xiàn)orm 3L 均可保持最佳打印狀態(tài)，進(jìn)行無(wú)間斷生產(chǎn)，所需監(jiān)督工作極少。

完善的生態(tài)系統(tǒng)
搭載了PreForm前處理系統(tǒng)，以及 Wash L 和 Cure L 后處理系統(tǒng)。輕松實(shí)現(xiàn)一鍵生成支撐和一鍵打印，以及輕松進(jìn)行后處理。