從模型飛機(jī)到無人機(jī)、噴氣機(jī)和火箭，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)很多正在飛行的飛機(jī)正在使用3D打印的零件。而這種趨勢只會(huì)繼續(xù)增加，英國ATI Horizon Additive Manufacturing等財(cái)團(tuán)正在努力開發(fā)航空航天領(lǐng)域的先進(jìn)制造方法。

Horizon AM目前專注于生產(chǎn)飛機(jī)用金屬輕質(zhì)部件的新型增材制造技術(shù)，它們將創(chuàng)造更實(shí)惠的生產(chǎn)方法，減少浪費(fèi)，允許按需生產(chǎn)近凈形狀。

“已經(jīng)建立了以這種方式制造飛行部件的可行方法，其目的是利用這些制造方法的高幾何復(fù)雜性和多材料能力，以實(shí)現(xiàn)用于下一代飛機(jī)的先進(jìn)飛機(jī)部件，從而讓英國航空航天設(shè)計(jì)和制造走在前沿，”航天技術(shù)研究所最近在新聞稿中就Horizon和一個(gè)新案例進(jìn)行了研究。

該聯(lián)盟由一群有興趣為航空航天部件創(chuàng)造新型AM技術(shù)的合作伙伴于2014年成立。由GKN Aerospace領(lǐng)導(dǎo)，該財(cái)團(tuán)還與以下機(jī)構(gòu)建立了合作伙伴關(guān)系：

雷尼紹

歐特克

謝菲爾德大學(xué)

華威大學(xué)

該聯(lián)盟的項(xiàng)目包括11個(gè)工作包，其中包括：

AM材料

設(shè)計(jì)要求

AM設(shè)計(jì)

優(yōu)化

聚合物AM

AM流程的理解

AM的后期處理

AM的NDT

“ATI Horizon (AM)計(jì)劃的重點(diǎn)是通過GKN的技術(shù)準(zhǔn)備評估（TRA）流程推進(jìn)三項(xiàng)關(guān)鍵的AM技術(shù)，以便將其發(fā)展為可行的生產(chǎn)流程。迄今為止，聚合物AM和TRL 4用于LPB的TRL 3已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。它還與其他ATI項(xiàng)目和GKN站點(diǎn)合作，為在WIST和ALFET開發(fā)的下一代防冰系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)生產(chǎn)飛行測試硬件。TRL 4的重點(diǎn)將從過程轉(zhuǎn)向產(chǎn)品開發(fā)，重點(diǎn)是聚合物TRL 4。該案例研究指出，LBP的TRL 5和EBM技術(shù)的持續(xù)工業(yè)化，實(shí)現(xiàn)了TRL 4的高速發(fā)動(dòng)機(jī)部件?！?/span>

這個(gè)財(cái)團(tuán)增加了20名工程師（以前只有8名），現(xiàn)在他們有10臺3D打印機(jī)。他們在材料分析實(shí)驗(yàn)室使用多種材料，專注于生產(chǎn)而不需要后處理，并且與AM客戶“加強(qiáng)合作”。

由于通過從ATI Horizon獲得的技術(shù)發(fā)展，GKN的優(yōu)勢在于與現(xiàn)有客戶合作生產(chǎn)需要快速交付的試飛硬件。通過這種合作，GKN可以將AM應(yīng)用到客戶業(yè)務(wù)的其他領(lǐng)域。

兩個(gè)案例研究已經(jīng)完成，首先圍繞NextGeneration Ice Detection系統(tǒng)進(jìn)行研究，因?yàn)樵撀?lián)盟也與其他主要實(shí)體合作，包括其他GKN部門。他們使用激光粉末床組件舉行新型飛機(jī)光學(xué)冰探測器（OID）和下一代防冰加熱墊。

研究小組在他們的案例研究中表示：“這個(gè)組件被連接在一個(gè)儀表塔上，并且使用由設(shè)施擁有的BAe 146-301大型大氣研究飛機(jī)（ARA）進(jìn)行飛行測試，用于空中大氣測量（FAAM）”。

項(xiàng)目如下：

激光粉床AM對TRL 5

朝向TRL的光學(xué)冰探測器6

朝向TRL 6的防冰加熱墊（ALFET）

“AM部件需要與飛機(jī)的儀器罐、OID傳感器和外部視頻攝像頭連接，以驗(yàn)證冰是否已經(jīng)累積。”

研究人員補(bǔ)充說：“盡量減少零件外表面的表面粗糙度，并保持AM零件和其他金屬零件之間所需的緊公差，這一點(diǎn)很重要?！?/span>

第二個(gè)案例研究在整個(gè)生命周期中研究添加劑制造設(shè)計(jì)（DfAM）。研究人員探索了電梯鉸鏈支架上的仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法。通過仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，他們發(fā)現(xiàn)可以制造出重量減輕50％的復(fù)雜零件。不僅如此，這些零件現(xiàn)在可以用3D打印來生產(chǎn)。這意味著機(jī)翼設(shè)計(jì)提供了更高的性能、效率，甚至節(jié)省了成本。因此，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)也將更有效地運(yùn)行。

這個(gè)工作包的目的是使用五（5）個(gè)不同的軟件包為五（5）個(gè)不同的電梯鉸鏈支架優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)劃一個(gè)單一的AM過程。該設(shè)計(jì)將在鉆機(jī)上進(jìn)行建造和機(jī)械測試，并獲得所有合格的預(yù)期。

他們引用電梯鉸鏈支架的好處如下：

降低買入飛行比率，從3.5降低到大約2-1.5；

重量減輕高達(dá)53％；

部件數(shù)量可能減少；

設(shè)計(jì)時(shí)間可能縮短10倍；

“這項(xiàng)研究提供的證據(jù)表明，在傳統(tǒng)的制造工藝范圍內(nèi)設(shè)計(jì)的零件可以被優(yōu)化的零件取代，從而節(jié)省成本和重量。作為AM的一個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)部件組件的更廣泛的應(yīng)用被確定為進(jìn)一步的潛在發(fā)展領(lǐng)域?！?/span>

“該項(xiàng)目的相對有限的范圍已經(jīng)發(fā)展到TRL4在飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的技術(shù)。這項(xiàng)工作已通過其中一個(gè)部件的靜態(tài)強(qiáng)度測試進(jìn)行驗(yàn)證。這項(xiàng)技術(shù)將推動(dòng)到TRL6并進(jìn)行飛行演示，”研究人員總結(jié)道。

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來源：3D虎