霍尼韋爾：3D打印全面進軍航空制造業(yè)

飛機性能以及燃油效率的提升，對歷史超過百年的傳統(tǒng)航空制造業(yè)制造著一個個新的挑戰(zhàn)，比如新材料和新制造技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)碳纖維復(fù)合材料為主體制造的大型客機已經(jīng)開始廣泛投入到全球航線的運營之中時，新的制造技術(shù)也在看不見的地方悄然改變著航空工業(yè)的制造方式，比如3D打印技術(shù)制造的一些飛機零部件已經(jīng)開始被應(yīng)用在商用民航客機的關(guān)鍵部件上。南極熊覺得當(dāng)前，3D打印技術(shù)持續(xù)發(fā)展，市場規(guī)?？焖僭鲩L，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用不斷擴大。3D打印技術(shù)在技術(shù)方法、制造平臺、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面取得重要進展，在市場規(guī)模方面保持快速增長態(tài)勢。

美國航空制造業(yè)巨頭霍尼韋爾航空航天集團使用3D打印技術(shù)成功制造出一個HTF7000小型商用發(fā)動機的零部件，并計劃進一步將多個采用同類技術(shù)制造的部件裝入其暢銷的TPE331發(fā)動機中。不同于傳統(tǒng)制造模式的“減法”，3D打印技術(shù)通過將材料粉末通過技術(shù)手段重新堆疊來實現(xiàn)產(chǎn)品的構(gòu)型，正如任何一種新技術(shù)出現(xiàn)所受到的質(zhì)疑一樣，這種看起來像是黏土玩具一樣的方式真的能制造出需要嚴(yán)格認(rèn)證并處在復(fù)雜運營環(huán)境下的飛機零部件的要求么?

“3D打印與傳統(tǒng)制造技術(shù)的區(qū)別就在于，從產(chǎn)品原始材料到生產(chǎn)過程都影響到最終的產(chǎn)品性能，這是其較傳統(tǒng)制造方式的優(yōu)勢之所在。”霍尼韋爾中國研發(fā)中心航空航天工程與技術(shù)部總經(jīng)理徐軍博士在2016年珠海航展期間接受記者專訪時，對3D打印技術(shù)在航空制造業(yè)應(yīng)用的前景表示非常樂觀。

霍尼韋爾在3D打印技術(shù)應(yīng)用方面已經(jīng)實現(xiàn)了包括高溫鎳合金材料制成的飛行試驗部件、利用高溫鎳合金材料生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)渦輪式發(fā)動機，并通過循環(huán)旋轉(zhuǎn)測試驗證了制造過程和材料屬性以及利用電子光束熔解技術(shù)生產(chǎn)鎳材料部件等多項技術(shù)成果。合金材料都有特性曲線，3D打印的材料也一樣， “當(dāng)我們搞清楚產(chǎn)品本身的力學(xué)特性和材料特性，建立一個數(shù)據(jù)庫，就可以搭建一個體系，這樣也有利于取得認(rèn)證?！?br />

霍尼韋爾方面表示，3D打印技術(shù)的應(yīng)用有望降低50%的制造成本，并大幅縮短生產(chǎn)和交付時間。成本的節(jié)約來自于在設(shè)計上將8個不同部件編號組合成只有1個部件編號。交付時間可從數(shù)月縮短至數(shù)周?？偟膩碚f，它將提升零部件質(zhì)量，提高流通合格率，減少庫存，加快生產(chǎn)速度并降低生產(chǎn)成本。

“有些東西之所以做成目前這樣是因為受到制造工藝的限制，而采用3D打印就沒有這么多限制，我們可以把產(chǎn)品做得更簡單直接，省掉很多不必要的部分，這樣還可以實現(xiàn)減重的效果。”的確，對于燃油成本占到總運營成本相當(dāng)比重的現(xiàn)代民航客機而言，不管是大范圍采用新材料、提升氣動性能以及改進發(fā)動機，本質(zhì)上都是為了使單位重量的業(yè)載在消耗更少燃料的基礎(chǔ)下實現(xiàn)更多的位移，這也是航空工程師們長久以來共同的目標(biāo)。

霍尼韋爾目前已經(jīng)建立了四個3D打印技術(shù)中心，分別位于美國鳳凰城、印度班加羅爾、中國上海以及捷克的布爾諾。在徐軍看來，大部分金屬材料都可以采用3D打印技術(shù)，但目前看來并不是所有零部件都需要用3D打印技術(shù)來實施?！爱吘剐枰欢螘r間才能讓3D打印技術(shù)降到與傳統(tǒng)制造技術(shù)同樣的成本，所以有些并不復(fù)雜的超大型零部件目前看來還是用傳統(tǒng)制造技術(shù)更為合理?！?br />
霍尼韋爾目前正在用3D打印技術(shù)制造小批量但價值高的零部件，在該公司看來，當(dāng)客戶所需的生產(chǎn)數(shù)量較低時，零部件制造的成本會迅速上漲，疊加制造則是解決這一問題的好辦法。使用打印技術(shù)生產(chǎn)小批量鑄件，可以節(jié)省客戶的成本和時間。

航空業(yè)現(xiàn)在正進入一個快速發(fā)展的供應(yīng)鏈管理階段，這意味著企業(yè)會現(xiàn)場打印零部件，保持零庫存，且只在收到訂單時才開始打印?，F(xiàn)有供應(yīng)鏈中涉及的部件庫存量將會面臨粉末化。

“最重要的一點在于，我們可以利用新技術(shù)實現(xiàn)更好的設(shè)計理念，”徐軍對本報記者表示，“3D打印技術(shù)可以嘗試制作一些傳統(tǒng)制造技術(shù)從未想過的方案，產(chǎn)生全新的設(shè)計理念，比如之前我們幫助一個客戶制造了一個特殊的扳手，市面上沒有這種扳手的成品出售，但我們從建模到制造所花的時間很短，而且產(chǎn)品的實用效果非常好，一次成型所需的時間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于制作模具需要的時間，這就是這個技術(shù)真正的價值所在。”

霍尼韋爾研究員級工程師Donald Godfrey認(rèn)為，3D打印在航空業(yè)下一階段的重大突破方向是將該技術(shù)應(yīng)用在工具加工上。

來源：華夏時報
延伸閱讀：
3d打印助力中國航空航天 3D打印產(chǎn)業(yè)化迎來新契機
3D打印技術(shù)發(fā)展及在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用

蘇州智科3D打印13912661579