英國(guó)皇家空軍在現(xiàn)役臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)上安裝首個(gè)金屬 3D 打印部件

2025年8月11日，南極熊獲悉，英國(guó)皇家空軍已在一架現(xiàn)役的“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)上安裝了首個(gè)自主研發(fā)的3D打印部件。這項(xiàng)由英國(guó)皇家空軍科寧斯比基地工程師完成的成果，代表著飛機(jī)維護(hù)、維修和戰(zhàn)備狀態(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。打印部件是連接戰(zhàn)斗機(jī)武器系統(tǒng)和機(jī)翼的掛架組件的臨時(shí)替換部件，采用Wayland的EBM系統(tǒng)進(jìn)行3D打印，并于2022年安裝，從而減少了通常因采購(gòu)和安裝替換部件而導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間。

△圖中所示為首個(gè)3D打印部件在臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)機(jī)上的安裝情況。防偏航插塞維修件已安裝在臺(tái)風(fēng)ZK309戰(zhàn)機(jī)上。

3D打印部件由希爾達(dá)·B·休伊特創(chuàng)新中心第71檢查與維修中隊(duì)的專(zhuān)家生產(chǎn)，該中隊(duì)以修復(fù)英國(guó)固定翼軍用飛機(jī)受損結(jié)構(gòu)而聞名，并在全球范圍內(nèi)提供專(zhuān)業(yè)的檢查服務(wù)。部件制造完成后，由第29中隊(duì)的工程師進(jìn)行安裝。整個(gè)過(guò)程展示了一種新的快速響應(yīng)維修模式，受損部件的掃描、復(fù)制和安裝時(shí)間僅為傳統(tǒng)供應(yīng)鏈更換所需時(shí)間的一小部分。

△英國(guó)皇家空軍工程的未來(lái)始于第 71 檢查與維修 (IR) 中隊(duì)創(chuàng)建的希爾達(dá)·B·休利特創(chuàng)新中心。新中心配備了世界領(lǐng)先的 3D 打印和掃描設(shè)備，它的啟用標(biāo)志著英國(guó)皇家空軍邁出了進(jìn)軍先進(jìn)零部件制造領(lǐng)域的第一步。3D 打印，正式名稱(chēng)為增材制造，是通過(guò)數(shù)字 3D 模型逐層構(gòu)建三維物體的技術(shù)。第 71 (IR) 中隊(duì)引入的增材制造是英國(guó)皇家空軍的一項(xiàng)全新能力。它最終將突破英國(guó)皇家空軍按需設(shè)計(jì)和生產(chǎn)自身飛機(jī)零配件的能力。項(xiàng)目由時(shí)任第 71 (IR) 中隊(duì)指揮官的中隊(duì)長(zhǎng)菲爾·海沃德于 2020 年發(fā)起。空軍參謀長(zhǎng)邁克·威格斯頓爵士正式為中心揭幕。邁克爵士指出“成功有很多因素”，并贊揚(yáng)了第 71（IR）中隊(duì)、英國(guó)皇家空軍快速能力辦公室和 ASTRA 項(xiàng)目的共同努力，使眾所周知的“沃霍爾項(xiàng)目”成為現(xiàn)實(shí)。

更為這一里程碑意義的是，英國(guó)皇家空軍已確認(rèn)部件采用Wayland Additive 的 Calibur3 系統(tǒng)制造。Calibur3 采用公司專(zhuān)有 NeuBeam 電子束熔化技術(shù)，可生產(chǎn)完全致密、無(wú)應(yīng)力的鈦合金部件，這些部件不會(huì)開(kāi)裂，也無(wú)需進(jìn)一步熱處理來(lái)消除應(yīng)力或增強(qiáng)機(jī)械性能。這意味著英國(guó)皇家空軍現(xiàn)在能夠在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)高強(qiáng)度、航空級(jí)金屬部件，而無(wú)需冗長(zhǎng)而復(fù)雜的后處理步驟。

第29中隊(duì)高級(jí)工程官、中隊(duì)長(zhǎng)約翰·默瑟強(qiáng)調(diào)了這一研發(fā)成果的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值。他解釋說(shuō)，雖然3D打印部件并非永久性解決方案，但它展示了英國(guó)皇家空軍如何能夠確保飛機(jī)在不因供應(yīng)短缺而延誤的情況下繼續(xù)飛行。如果一架飛機(jī)停飛等待備件，工程師現(xiàn)在可以自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一個(gè)臨時(shí)但功能齊全的部件，確保飛機(jī)的作戰(zhàn)可用性和任務(wù)準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。

△圖中所示為首個(gè)3D打印部件在臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)機(jī)上的安裝情況。防偏航插塞維修件已安裝在臺(tái)風(fēng)ZK309戰(zhàn)機(jī)上。

此次維修過(guò)程彰顯了英國(guó)皇家空軍的協(xié)作精神。工程師首先對(duì)受損部件進(jìn)行精確掃描，然后將數(shù)據(jù)與原制造商和第71中隊(duì)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)共享。制造商專(zhuān)注于制造永久性替換部件，而第71中隊(duì)則著手設(shè)計(jì)和打印臨時(shí)解決方案，并將其安裝到飛機(jī)上。這一工作流程確保了臨時(shí)部件的安全性、準(zhǔn)確性和完全兼容性，同時(shí)避免了不必要的延誤。

英國(guó)皇家空軍科寧斯比基地航空聯(lián)隊(duì)工程指揮官、中校杰瑪·朗斯代爾對(duì)這一成就及其團(tuán)隊(duì)的技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)表示贊賞，并指出生產(chǎn)此類(lèi)部件的能力為以前所未有的速度維護(hù)飛機(jī)提供了巨大的潛力。她對(duì)第71中隊(duì)團(tuán)隊(duì)的卓越技能和協(xié)作精神表示贊賞，正是他們的出色表現(xiàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作，才成就了這一里程碑。

△支援主任、空軍中將 S Harris CBE 訪問(wèn)英國(guó)皇家空軍康寧斯比基地。圖中是 AVM Harris 參觀 TSF 2 機(jī)庫(kù)。

在此背景下，Wayland Additive 的 Calibur3 的使用標(biāo)志著金屬3D打印技術(shù)在航空航天和國(guó)防領(lǐng)域獲得高度認(rèn)可。它能夠?yàn)楝F(xiàn)役飛機(jī)提供高質(zhì)量的鈦合金部件，這強(qiáng)烈表明增材制造技術(shù)已準(zhǔn)備好在關(guān)鍵的國(guó)防應(yīng)用中發(fā)揮更大作用。潛在效益十分顯著：降低維護(hù)成本、縮短維修周轉(zhuǎn)時(shí)間，并提高英國(guó)皇家空軍機(jī)隊(duì)的可用性。

首次成功安裝為整個(gè)空軍部隊(duì)更廣泛的應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。在不久的將來(lái)，3D打印不僅可以讓各中隊(duì)制造臨時(shí)修復(fù)部件，還可以制造經(jīng)過(guò)認(rèn)證的永久性部件，同時(shí)保持嚴(yán)格的安全和性能標(biāo)準(zhǔn)。