Figure 4如何運(yùn)用在歷史遺留航空設(shè)備的維保

來源：3DSYSTEMS

隨著大量遺留飛機(jī)、系統(tǒng)和設(shè)備的不斷老化，美國空軍(USAF)的維護(hù)保養(yǎng)任務(wù)變得越來越具有挑戰(zhàn)性。解決這一難題需要快速、可靠和持久的維護(hù)解決方案。業(yè)界從業(yè)人員和研究人員正將目光從傳統(tǒng)的持續(xù)解決方案轉(zhuǎn)向新興技術(shù)領(lǐng)域。

使用3D Systems的增材制造技術(shù)快速更換零件，按需生產(chǎn)，進(jìn)行庫存控制是一個(gè)非常好的解決方案，目前正在認(rèn)真評估中。America Makes是一家致力于增材制造和3D打印技術(shù)研究、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和創(chuàng)新方面的機(jī)構(gòu)，正在領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)倡議，酌情確定和審查適當(dāng)?shù)倪^渡初期維護(hù)保養(yǎng)方案。在“先進(jìn)制造在低成本維護(hù)的發(fā)展”項(xiàng)目（MAMLS）中，America Makes正處于項(xiàng)目的第3階段，這個(gè)項(xiàng)目旨在提高工廠和航空物流效率，確�？哲姷臏�(zhǔn)備狀態(tài)。

使用Figure 4打印機(jī)進(jìn)行零件更快更換

美國戴頓大學(xué)研究所（簡稱UDRI）作為全球公認(rèn)的技術(shù)研究、開發(fā)和過渡方面的領(lǐng)先者之一，正在開展MAMLS項(xiàng)目，其主題是：低臨界部件的新興工藝技術(shù)。具體而言，UDRI正在探索“通過非接觸式光影成型技術(shù)快速更換零件”，這是一種由3D Systems的Figure 4技術(shù)支持的增材制造工藝。為了本研究的目的，低臨界部件包括電連接器，旋鈕，彈性格柵和間隔器，這些零部件都是服務(wù)于飛機(jī)的。

隨著大量遺留飛機(jī)、系統(tǒng)和設(shè)備的不斷老化，美國空軍的維護(hù)保養(yǎng)任務(wù)變得越來越具有挑戰(zhàn)性

UDRI和3D Systems一起參與了MAMLS項(xiàng)目的第1和第2階段，在不同的核心議題下，相似點(diǎn)都是需要專注于維持備件。雖然每個(gè)項(xiàng)目都是獨(dú)立于其他項(xiàng)目的，但之前的階段為第三階段的啟動(dòng)奠定了基礎(chǔ)，并使得UDRI和3D Systems對ALCs的工作原理以及其需求有了實(shí)際的理解。第1階段和第2階段還有助確定不同零件的增材制造案例，闡明了如何使用增材制造以及在哪些方面使用增材制造有意義。

對于遺留飛機(jī)，增材制造將用于那些由于制造過時(shí)、創(chuàng)建成本高、數(shù)量要求低、原始工具不可用、文檔質(zhì)量差或其他與可用性相關(guān)的挑戰(zhàn)而無法生產(chǎn)的部件。

像Figure 4這樣的新興技術(shù)所提供的零件更換速度給像美國空軍這樣的機(jī)構(gòu)提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，可以推動(dòng)戰(zhàn)略維持計(jì)劃。在這一研究項(xiàng)目的未來兩年中，UDRI及其合作者將致力于開發(fā)Figure 4適合于在飛機(jī)維護(hù)方面更大的應(yīng)用延伸。

速度的需求
3D Systems的Figure 4是可擴(kuò)展的模塊化3D打印平臺，采用非接觸式投影成型技術(shù)。Figure 4還達(dá)到六西格瑪可重復(fù)性（Cpk>2），使其成為易于制造的3D打印技術(shù)。

Figure 4打印的部件具有良好的分辨率，極高的可重復(fù)性和極快的速度

除幾何精度外，打印速度和材料適用性也是關(guān)鍵。在一天內(nèi)執(zhí)行一次持久的定制維修工作的訴求對提高飛機(jī)準(zhǔn)備情況和完成同日任務(wù)使用非常有吸引力。

在該能力可以被確認(rèn)之前，UDRI正在有條不紊地識別和解決潛在的問題，以便為美國空軍、其他國防部（DoD）機(jī)構(gòu)以及更多的機(jī)構(gòu)通過Figure 4技術(shù)鋪平道路。

各領(lǐng)域?qū)＜覅R集
UDRI在先進(jìn)材料、工程、航空航天技術(shù)和結(jié)構(gòu)物理學(xué)等領(lǐng)域有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，并且正在與外部專家合作，使這個(gè)項(xiàng)目盡可能的全面和有效。UDRI正與3D Systems一起，致力于材料的開發(fā)、特性和后處理，以使材料性能與航空合格材料的要求保持一致并記錄在案。這些規(guī)范涵蓋了從機(jī)械和環(huán)境特性到安全標(biāo)準(zhǔn)(如阻燃)的各個(gè)方面。3D Systems要做的是通過匹配現(xiàn)有的光聚合物或開發(fā)新的光聚合物，為該項(xiàng)目中正在開發(fā)的應(yīng)用提供材料，從而配合UDRI。

洛克希德•馬丁空間系統(tǒng)公司和諾斯羅普•格魯曼公司也是關(guān)鍵的合作者，他們將對UDRI的測試部件進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，驗(yàn)證結(jié)果。UDRI正在通過所有的軍事規(guī)格，ALC和OEM合作伙伴認(rèn)證，來測試部件的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)UDRI增材制造技術(shù)研發(fā)小組的領(lǐng)導(dǎo)蒂莫西•奧生恩博士(Timothy Osborn)所說，這個(gè)合作組合代表了正確的測試矩陣，助力研究比其他程序更快推進(jìn)到實(shí)際應(yīng)用中。

一種科學(xué)的非接觸式投影成型技術(shù)
該程序的第一項(xiàng)任務(wù)是確定測試所需的具體部件，并概述這些部件所需的材料規(guī)格。通過掃描儀和逆向工程軟件，UDRI將使用3D掃描到CAD的數(shù)字化工作流，準(zhǔn)備用于打印的文件。

UDRI正在使用從3D掃描到CAD數(shù)字化工作流對零件進(jìn)行測試

一旦打印完成，材料測試將開始。奧生恩博士預(yù)測該研究將在6個(gè)月記錄中生成良好的數(shù)據(jù)，最終在項(xiàng)目完成后提交給空軍最終報(bào)告和建議。目前，對于這些應(yīng)用，非接觸式投影成型技術(shù)有許多未知的地方，但是這種技術(shù)的速度和幾何公差有很大的前景。通過這一計(jì)劃，UDRI及其合作者計(jì)劃解鎖更多應(yīng)用，使快速零件替換成為現(xiàn)實(shí)。