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3D技术能制造飞机吗?

Absolute杂志
2017-02-17
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飞机制造无论在飞机问世的初期,还是在先进技术发展的今天,都是一项具有高技术含量的行业。飞机上天飞行首先要保证乘员的安全,其次才是飞得高,飞得远,飞得快。飞机整体设计形状也随着空气动力学研究的深入,特别是发动机推力的不断提高,而不断变化。当今飞机的外形已与其诞生之日已不可同日而语。如今飞机的外形越来越漂亮,越来越具有艺术感觉。

制造飞机使用的材料也从最初的木制,金属材质,发展到当今复合材料等先进材料。目前主要的材料还是以航空铝材料为主。各种高质量高强度铝材产品广泛用于制造航空产品特别是机身部分。

而如今3D打印一步步走进我们日常生活,在各种高科技展上都能看到现场进行各种3D产品的现场打印,同时为进行3D打印配套的打印平台也是越来越大,俨然就是一个产品制造流水线,所以3D打印与其说是打印不如说进行制造更为贴切。

航空制造业也正在使用这种全新技术,让造飞机变得越来越简便。不久前空中客车公司就展出了全球第一架完全由3D打印完成的迷你飞机;而使用3D打印燃料喷嘴的LEAP-1A发动机已经装载在A320neo上载客飞行。

展开剩余83%

LEAP-X发动机模型

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安装了3D打印发动机喷嘴的A320neo客机

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在发展3D技术的同时,也同时把技术应用于现实。空客公司用3D打印技术完整打印一架飞机THOR并进行了首飞。THOR项目是“高技术目标试验”(Test of High-tech Objectives in Reality)的英文缩写。这架飞机没有窗户,全机重量仅21千克,长度不到4米,是个完全依靠3D技术完成的飞机,这架小型无人驾驶螺旋桨飞机是飞往未来的探索者——在未来的航空业里,3D打印技术有望能够节省时间、燃油和资金。其实,无论是空客还是波音,都已将这项现代化制造技术运用到了现役商用飞机产品的制造工艺中。据介绍,在两家主制造商当今主打机型波音787和空客A350上,均使用了3D打印技术。另据透露,国产大飞机C919制造过程中,也正在探索使用这项新技术。

THOR正在起飞

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展出中的THOR

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目前航空行业已经认同了3D打印的好处。预计到2030年飞机零部件可以直接在机场打印,也有预测整架商用飞机都可以采用3D打印制造。但机身制造能否用3D打印,还要看未来技术的进步和材料的应用。

我们顺便盘点一下全球的3D打印工厂:

■ GE(通用电气)公司

GE公司都是研发和应用3D打印技术的行业领先者。在2012年就收购了一家从事3D打印技术研发的公司Morris Technologies,该公司研发3D制造打印技术已经有很多年。GE收购该公司,将其技术用于研发飞机部件的3D打印。不久之前又投资4000万美元(约合2.5亿人民币)在美国匹兹堡打造了一座3D打印技术研发中心。并在南加州的产业园又开始兴建一座3D打印工厂(AMW)。

飞机制造用金属件

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■ 德国西门子公司

德国工业巨头西门子正在进一步加大对3D打印行业的投资。不久前,该公司宣布将在瑞典Finspang开设一间大规模制造金属3D打印部件的工厂。

西门子公司以3D打印技术制造的天然气汽轮机叶片

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■ 德国工业级3D打印机生产商EOS

德国EOS公司成立于1989年,以制造工业级材料制品闻名于世。

以3D打印技术为A400运输机制造的零件

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■ Concept Laser明日增材制造工厂

早在去年,激光熔融技术领域内的创新领导者Concept Laser公司就推出并展示了一种全新的机器和设备架构——AM Factory of Tomorrow(明日增材制造工厂)方案。Concept Laser公司的下一步是推出一个“未来工厂”。这个“未来工厂”将会拥有多元化的激光系统和设备。

3D技术打印成型的机械部件

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■ 美国铝业航空航天3D打印金属粉末工厂

美国铝业开设了先进的3D打印金属粉末生产设施。工厂位于美铝技术中心的轻金属研究中心,将生产为航空航天零件3D打印优化的钛、镍和铝粉末。在2016年获得了空客飞机公司的3D部件订单。

3D打印的各种飞机制造用盘片叶片等产品

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