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3D新聞

簡析3D打印對航空制造業(yè)的影響

星之球激光 來源:光電論壇2014-06-27 我要評論(0 )   

事實(shí)上,當(dāng)3D打印已經(jīng)成為一個(gè)熱詞,流行于人們?nèi)粘I畹暮芏囝I(lǐng)域時(shí),對于其在航空制造技術(shù)上的應(yīng)用,業(yè)內(nèi)人士卻始終慎之又慎。 我對3D打印在航空制造業(yè)的運(yùn)用感到非常...

   事實(shí)上,當(dāng)“3D打印”已經(jīng)成為一個(gè)熱詞,流行于人們?nèi)粘I畹暮芏囝I(lǐng)域時(shí),對于其在航空制造技術(shù)上的應(yīng)用,業(yè)內(nèi)人士卻始終慎之又慎。

  “我對3D打印在航空制造業(yè)的運(yùn)用感到非常興奮。這是一項(xiàng)很有意思的創(chuàng)新,雖然還處于初級發(fā)展階段,但就像是電腦的發(fā)展,你不知道它還會給你帶來什么樣的驚喜,”通用電氣(GE)航空集團(tuán)的一位技術(shù)人員對記者說。

  GE航空集團(tuán)是世界最大的民用和軍用飛機(jī)發(fā)動機(jī)、部件和集成系統(tǒng)制造商。在GE航空參觀的兩天里,“3D打印”是記者聽到最多的一個(gè)詞。

  GE航空集團(tuán)總裁兼首席執(zhí)行官戴維·喬伊斯告訴記者,他對3D打印技術(shù)在航空業(yè)的應(yīng)用前景非??春?。“對產(chǎn)品設(shè)計(jì)師而言,過去他們會受到很多來自生產(chǎn)流程和制造工藝方面的限制,這是一件痛苦的事。有一些零件在沒有3D打印技術(shù)的情況下是不可能實(shí)現(xiàn)的。3D打印技術(shù)讓這些限制消失了,給了設(shè)計(jì)師們一種全新的思維方式和更大的創(chuàng)造空間,”他說。

  目前在全世界范圍內(nèi),GE航空和其持股50%的合資公司CFM國際公司生產(chǎn)的5.8萬臺飛機(jī)發(fā)動機(jī)正在使用中,平均每2秒鐘就有一臺由GE航空發(fā)動機(jī)提供動力的飛機(jī)起飛。2013年GE航空的銷售額為220億美元,其中32%來自于民用發(fā)動機(jī),18%來自于軍用發(fā)動機(jī),37%來自于發(fā)動機(jī)的后期維護(hù)服務(wù)。

  航空制造業(yè)需要持續(xù)開發(fā)能夠減少油耗和安全可靠的產(chǎn)品。GE航空通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級換代。集團(tuán)每年在研發(fā)方面投入巨額資金,2006年到2010年的年均投入為8億美元,2011年到2015的年均投入大幅上升至17億美元。

  GE航空3D打印技術(shù)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人格雷格·莫里斯介紹說,發(fā)動機(jī)制造所需的一些零部件往往訂單量很小,只要1到100個(gè)。傳統(tǒng)制造工藝需要很長的工藝制造流程,且成本高。3D打印大大節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間,并且能夠生產(chǎn)出一些復(fù)雜的立體形狀。

  格雷格·莫里斯于1994年創(chuàng)立了專注于3D打印技術(shù)的莫里斯技術(shù)公司,于2012年被GE航空收購。

  他介紹說,在CFM國際公司開發(fā)出的新一代發(fā)動機(jī)LEAP航空發(fā)動機(jī)中,包括噴油嘴在內(nèi)的一些關(guān)鍵零部件就是通過3D打印制造的。他舉例說,一款手掌大小的噴油嘴,如果按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝,需要由20個(gè)零部件組成,而3D打印令這些零件成為一個(gè)整體,并且重量輕25%。不僅減少了大量組裝時(shí)間,由于產(chǎn)品是一體化的,噴油嘴的壽命也比原來要長5倍,降低了維護(hù)成本。

  3D打印技術(shù)還大大減少了對勞動力的需求。在研發(fā)中心的機(jī)房里,記者看到幾十臺機(jī)器都在工作中,卻沒有幾個(gè)工作人員。莫里斯介紹說,在許多發(fā)動機(jī)的維護(hù)場所,如果配備了3D打印技術(shù),將大大節(jié)約人力成本。

  莫里斯認(rèn)為,隨著設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展,未來兩到三年,3D打印的生產(chǎn)效率可能會比現(xiàn)在提高2到3倍。

  總體來說,目前航空業(yè)界都正在對3D打印技術(shù)直接制造的金屬零件,按照飛機(jī)和發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行全面的測試和驗(yàn)證,以及針對3D打印技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)方的優(yōu)化。在航空制造領(lǐng)域,短時(shí)間內(nèi),3D打印技術(shù)還無法完全替代傳統(tǒng)的制造工藝。3D打印用于大規(guī)模量產(chǎn)至少要在10年之后。

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