從1%到25%，賽峰航空航天發(fā)動機(jī)將規(guī)模采用3D打印零件

2022年10月12日，南極熊獲悉，世界上最大的航空航天發(fā)動機(jī)和工程公司之一的法國賽峰集團(tuán)（Safran），在Le Haillan開設(shè)的3D打印卓越中心已投入使用。出席開幕式的有賽峰集團(tuán)首席執(zhí)行官Olivier Andriès和法國工業(yè)部長Roland Lescure等知名人士。

△賽峰集團(tuán)航空航天3D打印中心已開幕

新的航空航天3D打印中心建成
Le Haillan是法國的一個市，3D打印卓越中心于2019年前后開始動工，占地面積約1.2萬平方米，它被命名為Campus Safran Additive（或叫賽峰增材制造工廠）預(yù)計將產(chǎn)生200多個就業(yè)崗位。

△新的3D打印中心，將加速3D打印航空航天組件的采用比例

賽峰集團(tuán)在園區(qū)投資了8000萬歐元（約5.56億人民幣）。工廠將配備一個粉末實驗室、冶金實驗室、掃描電鏡、兩個熱處理爐、精加工設(shè)備和至少八臺粉末床融合3D打印機(jī)?？紤]到賽峰集團(tuán)擁有Renishaw、SLM Solutions和Additive Industries等設(shè)備品牌這一事實，這個投資金額似乎并不多。

賽峰集團(tuán)表示，目前只有不到1%的產(chǎn)品采用3D打印組件。最終，它計劃在下一代航空航天發(fā)動機(jī)引擎中采用約25%的3D打印組件。

△法國陣風(fēng)戰(zhàn)機(jī)M88發(fā)動機(jī)的3D打印進(jìn)氣箱支柱

傳統(tǒng)工藝對比3D打印技術(shù)
賽峰解釋，采用傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)，一個配件通常需要十公斤的材料，才能獲得一公斤的零件。鑄造一個500克的零件需要兩公斤的材料。相比之下，一個3D打印組件重為400克，只需要600克原材料。憑借這些優(yōu)勢，以及結(jié)構(gòu)減輕重量、部件集成以及該技術(shù)潛在的整體優(yōu)勢，公司希望加快3D打印技術(shù)部署，使組織的可持續(xù)運營能力，變得更加敏捷。

為實現(xiàn)這一目標(biāo)，賽峰集團(tuán)已經(jīng)為它的各個部門提供了10種合格的3D打印零部件，并積極在所有部門中推行技術(shù)的發(fā)展。到目前為止，賽峰直升機(jī)已經(jīng)生產(chǎn)了1000多個3D打印零件，并計劃繼續(xù)擴(kuò)大3D打印制造零件的生產(chǎn)能力，計劃在2022年制造4000個部件，到2023年制造超過8000 個部件。這包括目前正在開發(fā)的M88發(fā)動機(jī)的五個合格部件。

賽峰集團(tuán)首席執(zhí)行官Olivier Andries表示:“我們做出了一個戰(zhàn)略決定，創(chuàng)建這個新的卓越中心，以鞏固賽峰集團(tuán)在3D打印技術(shù)方面的專業(yè)知識，加速這種顛覆性技術(shù)的應(yīng)用。我們將利用這項技術(shù)的優(yōu)勢，使我們的新產(chǎn)品更輕，同時提高它們的性能。這是實現(xiàn)我們行業(yè)盡量減少對環(huán)境影響的關(guān)鍵技術(shù)。我們的一些發(fā)動機(jī)中，有四分之一的部件，最終都可以3D打印制造出來?！?br />

△賽峰集團(tuán)首個3D打印燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的主要認(rèn)證部件

更大的航空航天3D打印市場
賽峰集團(tuán)成立于2005年，與Snecma和Sagem合并，后者是一家國防和消費電子公司。該集團(tuán)目前有三個主要部門：航空航天推進(jìn)，飛機(jī)設(shè)備和國防。

十多年來，賽峰集團(tuán)一直在將3D打印技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)活動。賽峰集團(tuán)與空中客車公司合作，為A350 3D打印鈦合金液壓部件。除此之外，賽峰電子和國防還集成了SOLIDWORKS 3DEXPERIENCE平臺，用于產(chǎn)品生命周期管理。

為了制造航空零件，賽峰集團(tuán)使用工業(yè)金屬3D打印機(jī)，如EOSINT 270 DMLS機(jī)器和TRUMPF的TruLaser Cell 7020。全功能3D打印部件已安裝在飛機(jī)和直升機(jī)發(fā)動機(jī)上，如Safran Aneto和Arrano，SLM金屬3D打印的功能噴油嘴。

這家航空航天巨頭還在Safran Tech擁有一個工業(yè)技能中心，研究和創(chuàng)新中心于2015年開業(yè)；員工接受了3D打印技術(shù)方面的培訓(xùn)。

△橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 的多材料打印機(jī)

對比美國，賽峰在3D打印技術(shù)方面有些落后
如果我們看看賽峰的各種競爭對手，從發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的Pratt&Whitney和GE，到太空推進(jìn)領(lǐng)域的一系列新公司，以及在其它領(lǐng)域佼佼者Honeywell之類的公司，每家公司在3D打印技術(shù)方面的成就都超過了賽峰。

美國國防機(jī)構(gòu)鼓勵開發(fā)新的3D打印技術(shù)并鼓勵美國企業(yè)使用它們。多年來，這導(dǎo)致波音飛機(jī)上的數(shù)以萬計零件與3D打印技術(shù)有關(guān)。通用電氣對3D打印的投入最為人所知，但美國其它國軍事巨頭，如洛克希德、雷神和諾斯羅普也在3D打印上投入了大量資金。

在美國，國防部門往往在技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)方面處于領(lǐng)先地位。但在歐洲，資金已被用于研究納米打印和其它領(lǐng)域的新技術(shù)。由于法國缺乏對國防和太空領(lǐng)域的關(guān)注，這意味著美國目前在渦輪機(jī)械、火箭推進(jìn)和3D打印的太空應(yīng)用方面，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。未來，賽峰和歐洲國防科研機(jī)構(gòu)，如果想要追趕，或許還要在8000萬歐元的基礎(chǔ)上加幾個零才行。