3D打印為航空航天產(chǎn)業(yè)插上騰飛的翅膀

航空航天工業(yè)不僅需要復(fù)雜精密構(gòu)件的快速制造能力，還需要大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的直接制造能力。由于需要不斷推陳出新和升級換代，航天航空領(lǐng)域的研制周期正不斷壓縮，制造難度不斷加大。但3D打印技術(shù)的橫空出世，卻為航空航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了福音。

3D打印技術(shù)一直以來廣受全球制造領(lǐng)域的追捧，經(jīng)過30余年的發(fā)展，已成為推動世界先進制造業(yè)發(fā)展的源動力，被譽為“工業(yè)4.0”的核心技術(shù)。尤其是在作為先進制造技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展代表的航空航天制造業(yè)中，3D打印技術(shù)更是展示出了強大的內(nèi)在生命力。

對于航空航天工業(yè)而言，3D打印已經(jīng)成為一項專用工具，由于具有加工過程不受零件復(fù)雜程度局限的優(yōu)點，能夠完成傳統(tǒng)制造工藝難以勝任的任務(wù)，其應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

縮短研發(fā)與生產(chǎn)周期
由于無需研發(fā)零件制造過程中所使用的模具，因此研發(fā)周期將大幅壓縮；3D打印制造速度快，成型后的部件僅需少量后續(xù)加工，可以顯著縮短生產(chǎn)周期，滿足航空航天工業(yè)對于產(chǎn)品的快速響應(yīng)需求。

降低昂貴的材料成本
航空航天制造領(lǐng)域大多采用價格昂貴的戰(zhàn)略級材料，3D打印產(chǎn)品只需進行少量后續(xù)處理即可投入使用，材料的使用率可達60%甚至90%以上，可大幅降低制造成本，節(jié)約昂貴原材料。

延長使用壽命
3D打印技術(shù)可在保證性能的前提下優(yōu)化復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)并減輕重量，減少零件的應(yīng)力疲勞裂紋產(chǎn)生的風(fēng)險，從而延長使用壽命，而且能夠通過減重降低飛行的燃油成本。

實現(xiàn)快速修復(fù)成形
除了應(yīng)用于復(fù)雜零部件的直接快速制造以外，3D打印還可用于航空航天裝備零部件的快速修復(fù)，匹配性更佳。

如今，全球航空航天領(lǐng)域的原始設(shè)備制造商（OEM）、國防承包商、航空維修（MRO）企業(yè)等均在紛紛擴大其3D打印部件的使用，貫穿于從機載零部件生產(chǎn)到整機組裝的各個環(huán)節(jié)。

Stratasys一直致力于推進尖端航空航天領(lǐng)域的3D打印應(yīng)用，其專業(yè)的3D打印技術(shù)與解決方案以獨特的魅力贏得了業(yè)內(nèi)廣泛的一致認可與青睞。

去年，Stratasys與Boom Supersonic公司簽署了一項三年期技術(shù)合作協(xié)議，以加速Boom Supersonic公司的超音速客機研發(fā)進程。根據(jù)協(xié)議，Stratasys為其提供FDM Fortus 450mc 3D打印機和最新發(fā)布的F370 3D打印機，兩款打印機都能用生產(chǎn)級熱塑性塑料來生產(chǎn)零件，并能為Boom Supersonic提供按需生產(chǎn)能力。

Boom Supersonic制造工程師Ryan Bocook表示：“我們車間里部署的Stratasys 3D打印機已經(jīng)完全改變了我們的制造方式。由于3D打印速度快、成本低，并且可以制造出那些之前難以制造甚至無法制造的復(fù)雜零部件。如今，想象力反倒成了我們最大的限制因素，因為只要我們能設(shè)計出來，Stratasys 3D打印機就可以幫我們打印出來。”

此外，由于 3D 打印產(chǎn)品申請FAA認證的流程向來復(fù)雜繁瑣，Stratasys還專門推出了全新的Stratasys F900 MC飛機內(nèi)飾認證解決方案（AICS）。該解決方案基于Fortus 900 MC型高性能FDM打印機，旨在簡化并加速3D打印飛機內(nèi)飾組件獲得美國聯(lián)邦航空局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA）的認證流程，可滿足飛行部件在性能及可追溯性方面的嚴苛需求，同時也為3D打印零件認證創(chuàng)建了一個清晰的路徑。

Stratasys Fortus F900 MC飛機內(nèi)飾認證解決方案主要包括以下幾個部分：

材料和流程規(guī)范
材料規(guī)范旨在控制原料ULTEM 9085樹脂的生產(chǎn)及其向打印絲的轉(zhuǎn)化。除了國家航空研究所（NIAR）和FAA以外，參與材料規(guī)范審核的還包括航空航天領(lǐng)域的各大設(shè)備制造商，可以確保接收高品質(zhì)原料，并滿足最終零部件的主要品控指標。

經(jīng)認證的ULTEM 9085材料
作為飛機內(nèi)部認證解決方案的關(guān)鍵部分，經(jīng)認證的ULTEM 9085樹脂屬于高性能熱塑性塑料，具有足夠的強重比和良好的高溫操作特性，適用于火焰、煙霧和毒性環(huán)境。

飛機內(nèi)飾配置FORTUS 900 MC

這種特殊配置是與經(jīng)認證的ULTEM 9085樹脂產(chǎn)生一致、可靠的打印結(jié)果所必需的。依托增強型材料沉積工藝，飛機內(nèi)飾配置Fortus 900 MC可提供非常一致的生產(chǎn)結(jié)果。

行走在行業(yè)最前端的Stratasys，一直致力于不斷探索和創(chuàng)新3D打印技術(shù)及解決方案，讓3D打印技術(shù)的發(fā)展成果更多惠及航空航天領(lǐng)域�？傮w而言，Stratasys面向航空航天行業(yè)的增材制造解決方案具備以下特點：

加速
在快速原型制作、注塑成型方面，加速創(chuàng)意向成品的轉(zhuǎn)化。利用 3D 打印推動制造，可實現(xiàn)更快的迭代、決策制定和對市場變化的反應(yīng)。只需花很少的時間，治具和可飛行零件就能從創(chuàng)意投入生產(chǎn)。

創(chuàng)新
在生產(chǎn)零件方面，降低復(fù)雜度或簡化生產(chǎn)，只要用戶能想到，Stratasys解決方案就能使之成為現(xiàn)實。自由生產(chǎn)其他制造工藝所無法實現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀。經(jīng)過認證的材料還能保證用戶的設(shè)計作品可用于飛行，并能應(yīng)付實際應(yīng)用中的嚴苛條件。

執(zhí)行
利用強大的輕量復(fù)合零件提高生產(chǎn)效率和飛行性能，同時還能精簡庫存。除節(jié)省時間外，還可利用 3D 技術(shù)打印復(fù)合零件，找到更多優(yōu)化方法。對于內(nèi)部組件，則可減弱后期設(shè)計更改的影響，以保證正常生產(chǎn)。

定制
在夾具和治具制造方面，避免個人維修和修復(fù)時因需要定制工具或零件而產(chǎn)生的高額加工成本。采用耐用的熱塑性塑料，利用 3D 打印解決方案輕松制造可飛行零件。

來源：Stratasys3D打印觀察