航空航天產(chǎn)業(yè)五種3D打印潛在應(yīng)用

南極熊3D打印網(wǎng)報(bào)道
    和其他多個(gè)行業(yè)一樣，航天航空產(chǎn)業(yè)正在越來(lái)越多的采用3D打印和快速原型制造技術(shù)，用于開(kāi)發(fā)飛機(jī)部件，削減生產(chǎn)成本。事實(shí)上，航天航空領(lǐng)域的其中一家領(lǐng)先的公司波音公司，已經(jīng)廣泛使用3D打印技術(shù)，去年打印超過(guò)22,000個(gè)部件。

    波音公司的波音787夢(mèng)幻客機(jī)顯然就采用了3D打印的部件，這是航空產(chǎn)業(yè)的一個(gè)首例。此外，據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，通用電氣（GE）最近也宣布了投資5,000萬(wàn)美元，開(kāi)發(fā)下一代LEAP噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴嘴。航空工業(yè)向增材制造技術(shù)的突然傾斜，主要的原因可能是增材制造可以達(dá)到重量的顯著減輕。根據(jù)美國(guó)航空公司（American Airlines），飛機(jī)每減小一磅的重量，公司每年就可以節(jié)省11,000加侖的燃料。
    技術(shù)咨詢公司ICF International航空運(yùn)營(yíng)副總裁Vivek Saxena說(shuō)，增材制造目前只占據(jù)了全球制造業(yè)市場(chǎng)的0.0002%。更確切地在航空業(yè)上，這個(gè)百分比大概只占航空業(yè)1,500億美元的部件市場(chǎng)的0.002%。但是，很多的業(yè)內(nèi)觀察家，就比如Saxena，都預(yù)測(cè)航空業(yè)的3D打印部件市場(chǎng)預(yù)計(jì)會(huì)在未來(lái)的十年內(nèi)上升至20億美元。隨著增材制造/3D打印在航空業(yè)的這樣過(guò)度擴(kuò)散之下，其未來(lái)潛在的應(yīng)用似乎會(huì)變得更具可行性。這里是增材制造的五項(xiàng)潛在航空應(yīng)用：

    機(jī)翼
    雖然飛機(jī)的一些較小的零件已經(jīng)應(yīng)用了3D打印的使用，波音公司預(yù)想在以后打印出完整的機(jī)翼。目前的3D打印技術(shù)對(duì)于打印大型物體具有一定的限制，因?yàn)槌叽绲脑龃髸?huì)形成內(nèi)部的壓力，造成物體變形。但是，最近由BAE Systems開(kāi)發(fā)的一種技術(shù)將可以提高金屬部件的強(qiáng)度，通過(guò)在每層打印的時(shí)候使用超聲波工具重復(fù)地對(duì)物體進(jìn)行打擊。這樣可以緩解部件內(nèi)部的壓力，解決了大物體打印的一個(gè)重要問(wèn)題。

    復(fù)雜發(fā)動(dòng)機(jī)部件
    除了3D打印的噴嘴之外，通用電氣還在為GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)3D打印的部件。GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)是世界上最大型的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，用于下一代的波音777X長(zhǎng)途客機(jī)。3D打印的使用預(yù)計(jì)在開(kāi)發(fā)測(cè)試檢查間隙、角度和公差的原型中派上用場(chǎng)，而不需要數(shù)控機(jī)床的投入。最近，Autodesk和Stratasys合作開(kāi)發(fā)3D打印渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的全尺寸模型，展現(xiàn)3D打印開(kāi)發(fā)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件的未來(lái)能力。

    太空按需部件打印
    NASA（美國(guó)宇航局）的下一個(gè)太空探索飛船大概包含了70個(gè)3D打印部件，都是在地球上開(kāi)發(fā)的，大大地拉長(zhǎng)了供應(yīng)鏈。而在太空直接的按需部件打印，將能顯著地降低發(fā)射火箭到太空所需要的成本和計(jì)劃周期。Made in Space和Lunar Buildings這些公司現(xiàn)在都在投入開(kāi)發(fā)太空按需3D打印部件。與NASA合作的Made in Space正在進(jìn)行零重力測(cè)試，在國(guó)際太空站中實(shí)驗(yàn)3D打印。這樣的技術(shù)將能讓宇航員按照自己的需要進(jìn)行一些工具和部件的3D打印。

    無(wú)人駕駛航空系統(tǒng)
    最近，BAE Systems公開(kāi)了2,040個(gè)飛行器工程概念，整合機(jī)載3D打印，開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)。這些概念解釋了飛行器要如何檢測(cè)災(zāi)難并向任務(wù)控制中心報(bào)告，然后任務(wù)控制中心會(huì)將需要的工程數(shù)據(jù)反饋到機(jī)載的打印機(jī)，使打印機(jī)可以根據(jù)災(zāi)難場(chǎng)景的需要打印出無(wú)人飛行器。最終，這些3D打印的無(wú)人機(jī)，會(huì)執(zhí)行拯救任務(wù)，或者是監(jiān)控情況。雖然這個(gè)概念還處于設(shè)計(jì)階段，BAE Systems已經(jīng)投入了1億1,700萬(wàn)里拉的資金到研究開(kāi)發(fā)中，確保這些概念可以成為現(xiàn)實(shí)。

    3DPaaS（3D Printing as a Service）
    NASA正在展望探索3D打印作為快速預(yù)原型制造（Rapid Pre-Prototyping）的服務(wù)的未來(lái)�！�3D打印讓我們可以更簡(jiǎn)單地捕捉任務(wù)概念的想象。我們可以看到其他人在想象什么�！盢ASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的IT首席技術(shù)官Tom Soderstrom說(shuō)。使用 3DPaaS，工程師可以獲得同行評(píng)審、替代設(shè)計(jì)概念、最終原型的認(rèn)可。隨著開(kāi)源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的發(fā)展，來(lái)自外界的各種想法都可以集成在一起，因而建造時(shí)間和成本都可以可觀地降低。

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