2016年3D打印在航空航天領域十大應用案例

 　　目前，3D打印技術已成為提高航天器設計和制造能力的一項關鍵技術，其在航空航天領域的應用范圍不斷擴展。國內外企業和研究機構利用3D打印不僅打印出了飛機、導彈、衛星、載人飛船的零部件，還打印出了發動機、無人機、微衛星整機，在成本、周期、重量等方面取得了顯著效益，充分顯示了3D打印技術在該領域的應用前景。下面，OFweek3D打印網小編將和大家一起分享2016年3D打印在航空航天領域應用的十大熱點案例。

  　　一、GE推出3D打印零件占35%的航空飛機發動機 　 　　近日，GE用驗證機對35%的3D打印零部件進行了驗證，目的在于希望能將3D打印技術應用在飛機渦輪螺旋槳（ATP）發動機的研發中，為Cessna Denali飛機的建造而服務。   　　據了解，為了驗證飛機渦輪螺旋槳部分的可用性，GE開發了一款技術驗證機“a-CT7”。隨著“a-CT7”試驗的成功，Cessna Denali將成為有史以來使用3D打印零部件最多的一架飛機。通過以往傳統制造方法所需的855個零部件將在3D打印技術的幫助下減少到12個部分，占到了總零件數的35%。而這些3D打印零部件包括油箱、軸承座、排氣架、燃燒室、熱交換器和固定流道組件等。   　　據悉，1,240SHP ATP將作為新的渦輪螺旋槳應用在1000-1600 SHP系列商業通用航空飛機中，并計劃于2017年年底正式上空。   　　二、歐洲最大的3D打印衛星部件通過質量驗證 　　 　　日前，意大利泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）與3D打印服務公司Poly-Shape合作，使用金屬3D打印技術為韓國通信衛星Koreasat 5A和 Koreasat-7制造出了天線支架，并成功地通過了泰雷茲公司進行的動態測試。   　　據了解，這兩顆衛星的天線支架也是迄今為止在歐洲使用基于粉末床的激光熔融金屬3D打印技術打造的尺寸最大的衛星部件。該支架的尺寸為450×205×390毫米，但重量僅為1.13公斤，這兩家公司稱之為“巨大的輕量級部件”。   　　三、德國MTU在航空發動機業務上力推3D打印技術 　 　　近日，德國MTU公司稱，將在航空發動機業務上力推3D打印技術。3D打印技術可以幫助航空制造商減少工裝模具的使用，在生產少量樣件時，設計也可以更加靈活，這使得生產零部件的固定投入成本大幅下降。據了解，世界上最大的飛機租賃公司WizzAir、德國Germania航空、瑞典公司Rockton、以色列Arkia航空公司和印尼Kalstar航空公司以及俄羅斯的伏爾加第聶伯集團等紛紛進行訂購。截至目前，全世界有30%的民航客機采用MTU供應的部件。   　　四、Sonaca與FMAS合力打造3D打印鈦金屬航空航天部件   　　最近，比利時航空航天公司Sonaca宣布與法國Fives-Michelin Additive Solutions（FMAS）公司合作，為航空航天行業開發和制造3D打印的鈦合金零件。通過此次合作，兩家公司都希望確立自己在航空航天領域金屬增材制造領導者的地位。更具體地說，兩家公司希望能夠將Sonaca在航空航天領域的經驗與FMAS公司的增材制造技術結合起來，為客戶提供優化而專業的3D打印制造選項。   　　五、我國實現3D打印長征五號火箭捆綁支座   　　近日，中國航天科技集團公司一院211廠利用激光同步送粉3D打印技術成功實現了長征五號火箭鈦合金芯級捆綁支座試驗件的快速研制，這是激光同步送粉3D打印技術首次在大型主承力部段關鍵構件上應用。該產品的試制成功對拓展3D打印技術在箭體結構制造領域的應用、豐富大型難加工金屬結構件研制技術手段具有重要意義。   　　據悉，捆綁支座為運載火箭主承力構件，綜合力學性能要求高，目前主要采用加工性能較好的高強鋼，通過鍛造再機加的方式成形。但這一加工方式存在材料去除量大、加工周期長等問題。   　　六、美宇航局成功測試3D打印的液態甲烷渦輪泵 　 　　日前，美國宇航局（NASA）成功測試了一個以液態甲烷為燃料的3D打印火箭發動機 渦輪泵。科學家們認為，液態甲烷是NASA登陸火星計劃中航天器的理想發動機推進劑。   　　據稱，渦輪泵的結構非常復雜，因為它需要通過渦輪的快速旋轉來驅動泵，并由后者向發動機供應燃料輪。除此之外，NASA還在2015年完成了氫渦輪泵組件測試和液氫/液氧實驗機的測試。這些測試以及火箭發動機的噴油嘴和其它部件的制造和測試為推進復雜火箭發動機的3D打印、更高效地制造未來的航天器（包括以液態甲烷為原料的登陸器）鋪平了道路。   　　七、空客3D打印燃料噴嘴正式投入使用 　 　　2016年4月，歐洲飛機制造商空客公司收到了他們的下一代空中客車A320neo客機的LEAP-1A發動機，這是他們正式將使用3D打印的合金燃料噴嘴用于飛機引擎上。這些3D打印的部件在LEAP-1A發動機上最顯著的特征是降低碳排放水平，同時還能節省約百分之15以上的燃料。這是迄今為止規模最大、增長最快的航空市場之一，預計將有2034架新客機使用LEAP-1A發動機。   　　八、美軍機首次試用3D打印 　 　　日前，美國海軍成功完成了對使用3D打印關鍵部件的MV-22B“魚鷹”傾轉旋翼機的首次試飛。據稱，這套3D打印的組件是將“魚鷹”發動機艙固定到主翼結構上的四套部件之一。領導3D團隊的莉茲·麥克邁克爾將此次試飛稱為“偉大的第一步”和“游戲規則改變者”，這將徹底改革美軍修理戰機的方式，并開發新的功能。   　　九、Safran推出全球首個3D打印噴氣發動機   　　Safran作為法國航空航天領域的最大的制造商之一，其剛剛與澳大利亞Amaero工程公司和莫納什大學簽署了一項合作伙伴協議，即在有限的空間內3D打印航空航天部件，包括噴漆發動機的燃氣輪機。   　　Safran是一家專注于航空航天、國防安全的制造商，其擁有7萬多名員工，并且其在去年的銷售收入達到了174億歐元，是歐洲航空航天制造業中最大的企業之一。他們以民用和軍用飛機、導彈和目標無人機的創新渦輪噴氣發動機而聞名，現在，該公司準備在新的計劃里加入3D打印這一新興技術。   　　十、航天發動機渦輪軸轉子首次實現3D打印 　 　　近日，31所與西北工業大學聯合承擔的國家某3D打印制造技術推廣應用項目———《激光選區熔化成形技術》（即一種3D打印技術在某渦輪泵上的應用研究），順利通過現場測試驗收。該項目在國內首次實現了3D打印技術在轉子類零件上的應用，研究成果也推廣應用到航天發動機其它關鍵零部件的研制，突破了復雜異型薄壁軸承座、中空薄壁主動冷卻噴管與細長薄壁內流道噴嘴等產品的制造技術瓶頸，實現發動機關鍵結構的快速制造，顯著提升了航天發動機綜合性能。   　　小編總結：與傳統制造方式相比，3D打印技術不僅可大幅度降低生產成本，還突破了傳統制造工藝對于復雜形狀的限制，它帶來的是生產加工觀念的革命性轉變，對推動全球航空航天領域的發展起到了重要作用。未來，我們期待3D打印在航空航天領域的應用更上一層樓！