航空航天增材制造:3D打印如何重塑飞机设计
航空航天业长期在多个应用中使用增材制造(AM)。从飞机直升机零部件到发动机涡轮,3D技术节省时间成本,制造更强、更高效的组件。AM提升零件性能、减重、消除设计与生产约束。
增材制造 vs 传统制造
增材制造不只是3D打印。工艺包含机加工、热处理、无损检测(如CT扫描)。制造步骤较传统方法简化,但增加认证复杂性。步骤同步进行导致过程更难控制。
但碳纤维复合材料引入航空航天时,也面临材料形态与性能同步形成的认证挑战。其变异范围虽不及AM大,但挑战相似,为AM认证提供借鉴。
传统制造中各步骤性能明确,因各环节约束更强。懂铸造、锻造、机加工的设计工程师能高信心建模。AM则要求设计与制造端更紧密协作,创造既高效生产又符合质量标准的设计。
航空航天增材制造的未来
AM主要限于非关键件(如管道、内饰件),受热应力而非机械应力。但预期AM将在一级制造商飞机生产中扮演更重要角色。近期首个AM钛合金结构件——门锁配件——已装上商用飞机。
随技术进步,制造商可将更多结构件转向AM,并利用3D打印开发新结构件。新件从设计之初即为AM,几何形状将优化以利机加工。面向增材制造的设计(DfAM)是未来机遇。
最佳进步不只在于减材,还将最小化零件重量、减少装配步骤、缩短上市周期(得益于制造步骤减少)。但要实现AM全部承诺,制造商需识别适合该工艺的结构组件。
针对您的航空航天制造难题,咨询Genesis Systems(IPG旗下公司)的机器人集成航空、航天与国防专家。
工业机器人