事實上,當“3D打印”已經成為(wei) 一個(ge) 熱詞,流行於(yu) 人們(men) 日常生活的很多領域時,對於(yu) 其在航空製造技術上的應用,業(ye) 內(nei) 人士卻始終慎之又慎。
“我對3D打印在航空製造業(ye) 的運用感到非常興(xing) 奮。這是一項很有意思的創新,雖然還處於(yu) 初級發展階段,但就像是電腦的發展,你不知道它還會(hui) 給你帶來什麽(me) 樣的驚喜,”通用電氣(GE)航空集團的一位技術人員對記者說。
GE航空集團是世界最大的民用和軍(jun) 用飛機發動機、部件和集成係統製造商。在GE航空參觀的兩(liang) 天裏,“3D打印”是記者聽到最多的一個(ge) 詞。
GE航空集團總裁兼首席執行官戴維·喬(qiao) 伊斯告訴記者,他對3D打印技術在航空業(ye) 的應用前景非常看好。“對產(chan) 品設計師而言,過去他們(men) 會(hui) 受到很多來自生產(chan) 流程和製造工藝方麵的限製,這是一件痛苦的事。有一些零件在沒有3D打印技術的情況下是不可能實現的。3D打印技術讓這些限製消失了,給了設計師們(men) 一種全新的思維方式和更大的創造空間,”他說。
目前在全世界範圍內(nei) ,GE航空和其持股50%的合資公司CFM國際公司生產(chan) 的5.8萬(wan) 台飛機發動機正在使用中,平均每2秒鍾就有一台由GE航空發動機提供動力的飛機起飛。2013年GE航空的銷售額為(wei) 220億(yi) 美元,其中32%來自於(yu) 民用發動機,18%來自於(yu) 軍(jun) 用發動機,37%來自於(yu) 發動機的後期維護服務。
航空製造業(ye) 需要持續開發能夠減少油耗和安全可靠的產(chan) 品。GE航空通過不斷的技術創新來實現產(chan) 品的升級換代。集團每年在研發方麵投入巨額資金,2006年到2010年的年均投入為(wei) 8億(yi) 美元,2011年到2015的年均投入大幅上升至17億(yi) 美元。
GE航空3D打印技術研發中心負責人格雷格·莫裏斯介紹說,發動機製造所需的一些零部件往往訂單量很小,隻要1到100個(ge) 。傳(chuan) 統製造工藝需要很長的工藝製造流程,且成本高。3D打印大大節約了生產(chan) 時間,並且能夠生產(chan) 出一些複雜的立體(ti) 形狀。
格雷格·莫裏斯於(yu) 1994年創立了專(zhuan) 注於(yu) 3D打印技術的莫裏斯技術公司,於(yu) 2012年被GE航空收購。
他介紹說,在CFM國際公司開發出的新一代發動機LEAP航空發動機中,包括噴油嘴在內(nei) 的一些關(guan) 鍵零部件就是通過3D打印製造的。他舉(ju) 例說,一款手掌大小的噴油嘴,如果按照傳(chuan) 統的生產(chan) 工藝,需要由20個(ge) 零部件組成,而3D打印令這些零件成為(wei) 一個(ge) 整體(ti) ,並且重量輕25%。不僅(jin) 減少了大量組裝時間,由於(yu) 產(chan) 品是一體(ti) 化的,噴油嘴的壽命也比原來要長5倍,降低了維護成本。
3D打印技術還大大減少了對勞動力的需求。在研發中心的機房裏,記者看到幾十台機器都在工作中,卻沒有幾個(ge) 工作人員。莫裏斯介紹說,在許多發動機的維護場所,如果配備了3D打印技術,將大大節約人力成本。
莫裏斯認為(wei) ,隨著設備和技術的發展,未來兩(liang) 到三年,3D打印的生產(chan) 效率可能會(hui) 比現在提高2到3倍。
總體(ti) 來說,目前航空業(ye) 界都正在對3D打印技術直接製造的金屬零件,按照飛機和發動機的設計要求進行全麵的測試和驗證,以及針對3D打印技術進行設計方的優(you) 化。在航空製造領域,短時間內(nei) ,3D打印技術還無法完全替代傳(chuan) 統的製造工藝。3D打印用於(yu) 大規模量產(chan) 至少要在10年之後。
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