霍尼韋爾公司3D打印技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

    在一個效率和速度對企業(yè)而言至關(guān)重要的世界里，縮短生產(chǎn)周期所產(chǎn)生的效果不言而喻。全球制造巨頭霍尼韋爾（Honeywell）正在借助新興的增材制造技術(shù)實現(xiàn)這一點，是飛機零部件的生產(chǎn)比傳統(tǒng)技術(shù)更快，而且不會犧牲質(zhì)量。這一技術(shù)也被稱為3D打印，它可以實現(xiàn)高性能、輕重量飛機零部件的設(shè)計，而且使用的時間只有鑄造技術(shù)的一小部。

     傳統(tǒng)上，在制造飛機零部件時，首先要根據(jù)一個CAD文件制造出自定義的模具，然后送到鑄造車間進行鑄造（或生產(chǎn)）。該部件往往需要幾周或者幾個月才能夠出來。而使用增材制造，廠商只需將該CAD文件直接上傳的3D打印設(shè)備中，該部件就可以在幾個小時或者幾天內(nèi)打印完成。這是一個更高效而經(jīng)濟的過程。

     除了增加效率之外，增材制造也可以加快新的和更加復雜的零部件的開發(fā)。由于該技術(shù)比當前的制造工藝更精確，因此其應(yīng)用的可能性也就大大增加了。比如在其航空航天業(yè)務(wù)板塊，霍尼韋爾就正在將其用于一些新的設(shè)計，這些設(shè)計由于其復雜程度導致使用傳統(tǒng)方法來制造的話會過于昂貴了。據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，霍尼韋爾的Federal Manufacturing & Technologies（FM&T）也在做這樣的事情，該公司在堪薩斯城的運營著一個美國國家安全設(shè)施。在那里，一種被稱為拓撲優(yōu)化的新方法被用來以更有效的方式制造工具。工程師們只需輸入對某種工具的功能和物理要求，然后，計算機算法就會與3D打印機一起來創(chuàng)建出一個被優(yōu)化得比用傳統(tǒng)方法制造的更輕、更強的部件。雖然這些部件可能看起來有點奇怪，但是對于需求而言，它們在無論是形狀還是尺寸方面都是完美的，可以在幾周，而不是幾個月內(nèi)生產(chǎn)。

    值得一提的是，盡管增材制造業(yè)迄今仍然是一個相對較新的產(chǎn)業(yè)�；裟犴f爾公司早在2010年6月就已經(jīng)將3D打印的鎳合金718部件用在了其測試飛機上，并因此成了全球首家嘗試應(yīng)用直接3D打印部件的航空制造企業(yè)。

在此之后，該公司又多次進行了其他3D打印測試，包括2012年的發(fā)電機組零部件。在2015年1月，霍尼韋爾甚至成為了第一家使用電子束熔融（EBM）技術(shù)制造同樣的718超級合金的航空航天部件。這個部件是在一個實驗性設(shè)計上的HTF7000發(fā)動機管。以前是由8個不同的部件組合而成的，如今只需一個部件，而且只用了短短幾周，而不是幾個月的設(shè)計時間。

“很少有公司能夠像霍尼韋爾這樣如此深入地擁抱增材制造�！痹摴�司增材制造工程的研究人員Don Godfrey說：“我們是首家在中國、印度、歐洲、墨西哥和美國打造3D打印實驗室的航空航天公司，我們看到了這項技術(shù)的價值，并將繼續(xù)研究它在飛機上的用途�！�

不過，Godfrey認為，目前的許多3D打印技術(shù)實際上并不太適合除了實驗室之外的其它應(yīng)用。因為就他看來，金屬3D打印技術(shù)在成本節(jié)約方面的優(yōu)勢并不是那么明顯。盡管確實節(jié)省了大量的時間，但是相關(guān)的成本使得該技術(shù)的吸引力在很大程度上受到了限制。而且飛機裝配過程又是如此的復雜，因此傳統(tǒng)的制造工藝還不能完全被淘汰。

那么霍尼韋爾的解決方案是什么？轉(zhuǎn)向了Arcam公司的電子束熔融（EBM）3D打印技術(shù)。該技術(shù)不僅顯著減少了生產(chǎn)時間，還可使用任何類型的金屬材料，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)各種復雜的幾何形狀和靈活的設(shè)計�！盎裟犴f爾正在開發(fā)這種技術(shù)以減少工裝方面的預(yù)算投入，并將其用于制造領(lǐng)域，以減少部件成本、提升質(zhì)量。”他說�！耙郧翱赡苄枰�六七個星期制造的工具，現(xiàn)在只用一兩天就能3D打印完成。如果我們能夠比計劃提前三個月獲得測試鉆機所需的工具，就可以在工程進度和項目成本方面節(jié)省數(shù)萬美元的成本�！�

不過，該技術(shù)也有自己的問題，其部分在于該3D打印機產(chǎn)生的高溫�！斑@款設(shè)備一旦運行起來其溫度就不會低于1900華氏度，因此在能夠?qū)⒉考�從機器中取出之前，您必須花上大約8個小時的時間讓它冷卻下來——這些都需要計算到整體制造時間里�！盙odfrey說。盡管激光3D打印的部件也會非常熱，但是它們處理的速度要快得多。

盡管如此，霍尼韋爾依然在向前推進該技術(shù)。他們目前正在印度班加羅爾測試和開發(fā)的新金屬粉末——這個項目需要3D大多達1000個測試板來進行測試。更重要的是，霍尼韋爾希望能夠打破現(xiàn)有材料的局限，他們已經(jīng)盯上了超過40種新型的金屬粉末。

展望未來，霍尼韋爾已將目光投向了星空。該公司除了進一步擴大其鎳和鋁的增材制造能力之外，還將進一步研究將3D打印用于太空發(fā)射領(lǐng)域的零部件的制造。

來源：中國3D打印網(wǎng)
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