洞見(jiàn)新時(shí)代，3D打印為航空航天夢(mèng)想助力

來(lái)源：深圳國(guó)際增材制造與粉末冶金展

在未來(lái)幾十年中，增材制造在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用有望增長(zhǎng)。增材制造，3D打印及粉末冶金行業(yè)風(fēng)向標(biāo) "Formnext+PM South China"本次將會(huì)展出更輕、更堅(jiān)固、更省油的產(chǎn)品組件，為航空航天企業(yè)提供更佳的解決方案。未來(lái)，3D 打印零部件在航空航天應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊酶�加高效�?br />

3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

快速原型驗(yàn)證，快速迭代，用傳統(tǒng)工藝制造渦輪葉片，期間需要開(kāi)模具，從設(shè)計(jì)到制造大約需要半年時(shí)間；而用增材技術(shù)可以快速在一個(gè)月之內(nèi)實(shí)現(xiàn)迭代。

提升設(shè)計(jì)自由度，過(guò)去設(shè)計(jì)非常復(fù)雜的構(gòu)件很難制造或者成本非常高，甚至根本無(wú)法制造。利用增材制造工藝，可以用相對(duì)簡(jiǎn)單的方式生產(chǎn)高度復(fù)雜的二維或三維金屬部件，這是整體形成由實(shí)心和網(wǎng)格部分組成的結(jié)構(gòu)部件的可行方式。

降低成本，它不需要模具，可以快速地行進(jìn)一些制造，此外就是修復(fù)，對(duì)于民用航空來(lái)說(shuō)維修是很大的問(wèn)題。要降低成本，用增材的方法可以降低成本五分之一，比如整體葉盤(pán)、葉片等等。

在Formnext Connect的線(xiàn)上展會(huì)上，Mesago Messe Frankfurt GmbH的Formnext副總裁Sascha Wenzler對(duì)3DPrint.com表示：“增材制造在許多行業(yè)都具有巨大的潛力。通常，在查看增材制造應(yīng)用時(shí)，生產(chǎn)成本是唯一要考慮的因素。然而，在航空航天工業(yè)中，諸如減輕重量和提高燃油效率之類(lèi)的其他因素超過(guò)了初始制造成本。隨著該領(lǐng)域應(yīng)用程序數(shù)量的增加，航空航天行業(yè)本身已成為其他行業(yè)的榜樣，并成為整體采用增材制造的開(kāi)拓者。”


航空航天行業(yè)人士如何預(yù)見(jiàn)3D打印將帶來(lái)的變革發(fā)展？3D打印技術(shù)在航空航天行業(yè)究竟有何瓶頸？未來(lái)我們究竟如何如破？增材制造，3D打印及粉末冶金行業(yè)風(fēng)向標(biāo) "Formnext+PM South China" ，將于2022年9月14-16日深圳國(guó)際會(huì)展中心（寶安新館）精彩亮相！

Anisoprint
展位號(hào) - B22

Anisoprint擁有連續(xù)纖維共擠專(zhuān)利技術(shù)（CFC），由具有數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)的工程師和科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研發(fā)。CFC技術(shù)可以創(chuàng)建晶格結(jié)構(gòu)，這是多材料優(yōu)化的關(guān)鍵，這些最終部件比類(lèi)似金屬部件更輕、更堅(jiān)固，也更便宜。Anisoprint專(zhuān)家可調(diào)整復(fù)合纖維的3D打印使之接近零重力條件，為項(xiàng)目支持空間資源的開(kāi)發(fā)、提取和利用提供了條件。同時(shí)，Anisoprint擁有多元化的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，包括來(lái)自多達(dá)14個(gè)國(guó)家的人員。憑借開(kāi)發(fā)和精進(jìn)一系列產(chǎn)品——技術(shù)、硬件、軟件、材料的所有經(jīng)驗(yàn)，將技術(shù)拓展到空間探索部門(mén)，也是Anisoprint團(tuán)隊(duì)的初始目標(biāo)和可持續(xù)奮斗目標(biāo)。Anisoprint將和SSP團(tuán)隊(duì)一起，致力于開(kāi)發(fā)能在失重或低重力條件下使用復(fù)合材料制作3D打印工具和組件的設(shè)備。下面來(lái)看一個(gè)投入使用的的成品：一架車(chē)型的月球探測(cè)器。它的懸架等主體結(jié)構(gòu)是由Anisoprint技術(shù)支持的3D打印成品制作的，由Smooth PA和增強(qiáng)CCF作為耗材。

EOS
展位號(hào) - B81

（冷卻后的機(jī)翼，材料：EOS Stainless Steel PH1）

借助 EOS 工業(yè)級(jí)3D 打印技術(shù)，可以以頗具成本效益的方式生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何形狀和指定特性的功能性發(fā)動(dòng)機(jī)零部件 - 即便在小批量生產(chǎn)中也能夠?qū)崿F(xiàn)此目標(biāo)。
增材制造（AM/工業(yè)級(jí) 3D 打�。┑膬�(yōu)勢(shì)在發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪機(jī)零部件生產(chǎn)中得以體現(xiàn)，即使是在小批量生產(chǎn)中也能體現(xiàn)這一優(yōu)勢(shì)。具有嚴(yán)苛幾何結(jié)構(gòu)要求以及指定空氣動(dòng)力學(xué)或流體動(dòng)力學(xué)特性的功能性零件可使用 EOS 激光燒結(jié)設(shè)備快速、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行生產(chǎn)。其中功能性零件包括燃油系統(tǒng)、導(dǎo)流葉片和渦輪葉片、附加系統(tǒng)以及特殊熱保護(hù)組件。即使是由高強(qiáng)度材料制成的極復(fù)雜零件（其中可能包含空腔或油管），也可以使用 EOS 增材制造技術(shù)輕松生產(chǎn)，而如果采用傳統(tǒng)制造工藝，可能無(wú)法生產(chǎn)上述零件，或者成本非常昂貴。此外，EOS增材制造技術(shù)還可以用于開(kāi)發(fā)先進(jìn)的輕量化設(shè)計(jì)，不僅能夠提高強(qiáng)度，還可使重量最多減輕 60％。使用這些創(chuàng)新型組件可降低燃油消耗和二氧化碳排放量。此設(shè)計(jì)有助于顯著降低飛機(jī)在整個(gè)使用壽命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境的影響。

（內(nèi)腔和油管，材料：EOS不銹鋼P(yáng)H1）

Kexcelled
展位號(hào) - B93

Kexcelled專(zhuān)注于3D打印相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)，擁有完整、科學(xué)的質(zhì)量管理體系�，F(xiàn)已在蘇州和上海設(shè)立了工廠從事3D耗材的生產(chǎn)，選用了最頂級(jí)原料和精心調(diào)配的配方，生產(chǎn)出質(zhì)量上乘的的ABS和PLA等材質(zhì)的3D打印耗材。
Kexcelled本次展示了兩種新材料：分別是PEEK K10IAS和PEKK K10IAM，PEEK K10IAS是一款針對(duì)3D打印工藝而改進(jìn)的PEEK材料，保留了PEEK材料優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱、阻燃、耐化學(xué)試劑等屬性；打印件層間粘合改善，Z軸強(qiáng)度明顯提升；PEKK K10IAM是一種低結(jié)晶速度的PEKK材料，類(lèi)似于PEEK高強(qiáng)度、阻燃、耐化學(xué)性、耐高溫的特性；打印更加容易，打印件強(qiáng)度更高，尤其是優(yōu)異的Z軸強(qiáng)度。兩種材料均可運(yùn)用在航天航空領(lǐng)域。

鉑力特
展位號(hào) - C10

△BLT-S800

鉑力特是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的金屬增材制造技術(shù)全套解決方案提供商，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域：
格柵類(lèi)零件：與傳統(tǒng)采用鑄鍛結(jié)合或鈑金焊接工藝相比，金屬3D打印生產(chǎn)的格柵類(lèi)零件設(shè)計(jì)自由度高，成本低，重量輕，加工周期短。
復(fù)雜流道零件：飛機(jī)零部件中有很多復(fù)雜流道類(lèi)零件，此類(lèi)零件流道復(fù)雜，氣密性要求高。采用傳統(tǒng)鑄造工藝復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)。采用金屬3D打印技術(shù)，可縮短加工周期、提高成品率并實(shí)現(xiàn)大幅度減重，降低綜合使用成本。
不銹鋼高穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：該零件為衛(wèi)星用高熱穩(wěn)定關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)零件，零件為拓?fù)錁?gòu)型，內(nèi)部填充有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，采用線(xiàn)膨脹系數(shù)低的因瓦合金打印成形。
鋁合金肼瓶支架：該零件壁厚薄，內(nèi)部布滿(mǎn)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，整體尺寸大，傳統(tǒng)工藝無(wú)法加工制造，采用激光精密成形可一體成形，制造周期短，變形可控。

漢邦科技
展位號(hào) - C32

△BHBD-1500

漢邦科技致力于成為金屬3D打印行業(yè)大工匠。依托強(qiáng)大的先進(jìn)裝備設(shè)計(jì)與制造能力，目前已成功研發(fā)大、中、小各類(lèi)型號(hào)共23款機(jī)型，產(chǎn)品矩陣完整。成功研發(fā)的HBD-400、HBD-1000及HBD-1500等多光路大尺寸設(shè)備，目前已與多家頂級(jí)科研院所和航空航天公司達(dá)成穩(wěn)定合作并批量供貨。漢邦科技致力于成為金屬3D打印行業(yè)大工匠。依托強(qiáng)大的先進(jìn)裝備設(shè)計(jì)與制造能力，目前已成功研發(fā)大、中、小各類(lèi)型號(hào)共23款機(jī)型，產(chǎn)品矩陣完整。成功研發(fā)的HBD-400、HBD-1000及HBD-1500等多光路大尺寸設(shè)備，目前已與多家頂級(jí)科研院所和航空航天公司達(dá)成穩(wěn)定合作并批量供貨。
漢邦科技生產(chǎn)的HBD-1500是一款增高型大尺寸高效高品質(zhì)金屬3D打印裝備，雙/ 四激光可選，完善的粉末管理，安全長(zhǎng)效過(guò)濾系統(tǒng)，成熟優(yōu)秀的風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定智能的多光路設(shè)計(jì)與管控，滿(mǎn)足更高尺寸、高強(qiáng)度、持續(xù)性生產(chǎn)需求，專(zhuān)注于航空航天、汽車(chē)零部件制造等領(lǐng)域。

升華三維
展位號(hào) - B71

深圳升華三維科技有限公司成立于2017年6月，中國(guó)金屬·陶瓷間接3D打印技術(shù)的開(kāi)拓者和領(lǐng)航者，是一家專(zhuān)注于金屬/陶瓷間接3D打印裝備及材料研發(fā)生產(chǎn)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，致力于金屬•陶瓷間接3D打印技術(shù)的推廣及應(yīng)用，產(chǎn)品廣泛運(yùn)用于航空航天領(lǐng)域當(dāng)中， 其核心產(chǎn)品工業(yè)型獨(dú)立雙噴嘴3D打印機(jī)UPS-250及大尺寸獨(dú)立雙噴嘴3D打印機(jī)UPS-556均采用獨(dú)立雙噴嘴設(shè)計(jì)，可以同時(shí)打印或者各自輪流打印金屬和陶瓷不同種類(lèi)材料的復(fù)合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的成形，具有操作簡(jiǎn)單、工業(yè)型、高精度、高質(zhì)量、高性?xún)r(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。

易加三維
展位號(hào) - B46

易加三維成立于2014年，是國(guó)家和中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)。公司致力于研發(fā)和推廣工業(yè)級(jí)3D打�。ㄔ霾闹圃欤┫到y(tǒng)與應(yīng)用技術(shù)，專(zhuān)注研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售工業(yè)級(jí)金屬3D打印裝備與非金屬3D打印裝備、打印材料及應(yīng)用軟件，是國(guó)內(nèi)技術(shù)實(shí)力領(lǐng)先的工業(yè)級(jí)3D打印裝備制造商與應(yīng)用方案供應(yīng)商。
目前，先進(jìn)的燃料空氣組合噴嘴往往采用燃油噴嘴+單級(jí)或多級(jí)旋流組件組成，燃油噴嘴存在流道小孔、燃料管道、旋流葉片及復(fù)雜混合腔道的組件，優(yōu)化后的噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其生成的旋流火焰可以滿(mǎn)足燃燒室的點(diǎn)熄火、燃燒效率、排放物和出口溫度的指標(biāo)要求，并改善霧化質(zhì)量。
按照傳統(tǒng)制造工藝，需要將噴嘴分拆為多個(gè)零件進(jìn)行加工后組裝，而組裝、焊接等二次加工工序會(huì)造成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、應(yīng)力等性能指標(biāo)的降低;在加工和裝配的過(guò)程中，還需要設(shè)計(jì)多個(gè)工序來(lái)保證尺寸、精度、粗糙度和密封性都符合使用要求，這大大增加了噴嘴的制作周期與技術(shù)難度。
金屬3D打印技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，讓燃油噴嘴的設(shè)計(jì)與制造都產(chǎn)生了顯著的變革。整個(gè)噴嘴一體成型無(wú)需組裝：由于增材制造技術(shù)不存在焊接、拼接等二次加工工序，多部件一體成型，燃油和空氣流道的完整流通性可以得到更好的質(zhì)量保證，還能夠大幅縮減加工周期。

鐳明激光
展位號(hào) - C01

天津鐳明激光科技有限公司專(zhuān)注為全球提供高端增材制造設(shè)備、配套輔助設(shè)備等個(gè)性化整體增材制造方案及相關(guān)業(yè)務(wù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，擁有一支技術(shù)精湛的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、應(yīng)用研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在金屬增材制造領(lǐng)域已取得突破性進(jìn)展此航天器結(jié)構(gòu)件是采用鈦合金研發(fā)制造、包絡(luò)尺寸為長(zhǎng)短軸在550至700mm的十字連接橢圓形結(jié)構(gòu)件。此航天器結(jié)構(gòu)件成形采用的金屬3D打印技術(shù)為激光選區(qū)熔化成形技術(shù)。激光選區(qū)熔化成型技術(shù)成形的零件致密性好，能夠成形高精度復(fù)雜異型金屬零件。因其具有組織致密、綜合性能優(yōu)良的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外已得到了普遍重視，并具有一定程度商業(yè)化應(yīng)用。眾所周知，航天器通常由眾多復(fù)雜零部件構(gòu)成，而這僅僅只是其中之一。如果能在更多的零部件尤其是大型結(jié)構(gòu)件上實(shí)現(xiàn)晶格結(jié)構(gòu)及金屬3D打印，發(fā)射中的燃料成本將可以大大節(jié)約！這對(duì)于金屬3D打印在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用無(wú)疑具有里程碑式的重要意義。