努力減輕零部件的重量是航空航天企業(ye) 打造更時尚、更輕、更高效的飛機的一個(ge) 關(guan) 鍵因素。 這中間每一克重量的節省都意味著他們(men) 的航空公司客戶燃料的節約，並且能夠幫助他們(men) 削減碳排放。

近日，美國西北大學Robert R McCormick工程和應用科學院的Eric Masanet教授稱，已經證實——使用3D打印的金屬部件可以使飛機的重量減輕高達7％！這是一個(ge) 具有突破意義(yi) 的數字。

這項研究得到了美國能源部先進製造辦公室的資助。在研究過程中，參與(yu) 人員使用來自航空業(ye) 的數字分析了使用增材製造和3D打印，來製造基於(yu) 尖端材料的更輕、更高效金屬部件對於(yu) 整個(ge) 飛機製造周期的綜合影響。

Eric Masanet教授

除此之外，這次研究還發現，3D打印技術在降低生產(chan) 浪費方麵也能起到關(guan) 鍵作用。在實踐中，這也意味著使用增材製造工藝將節省數千噸的鋁、鈦和鎳等材料。

“航空業(ye) 是最早采用3D打印技術的行業(ye) 之一，”Masanet說。“這中間的主要動機是飛機往往會(hui) 需要一些非常昂貴的輕質金屬合金，而這在傳(chuan) 統製造過程所費不菲。”

據Masanet稱，他的研究團隊的分析也確認了一個(ge) 事實，即與(yu) 3D打印和增材製造的部件所需要的能量與(yu) 傳(chuan) 統製造方法相比削減了1/3至1/2。

總而言之，Masanet說增材製造和3D打印關(guan) 鍵部件將減少飛機燃油消耗約6.4％。

Masanet稱這是未來飛機製造可提升的效率空間的一部分。“由於(yu) 傳(chuan) 統製造方式的限製，我們(men) 不得不采用次優(you) 的設計。”Masanet說。“但是當你可以以逐層的方式進行製造的時候，這些製約因素就減少了。”

該案例研究結果發表在今年5月發行的《Cleaner Production》雜誌上，Masanet實驗室的Runze Huang是該論文的第一作者。Matthew Riddle和阿貢國家實驗室Diane Graziano也參與(yu) 了此次研究。

據Masanet稱，傳(chuan) 統製造航空部件的方法往往會(hui) 產(chan) 生不必要的浪費。舉(ju) 例來說，使用常規方法製造一公斤重的托架往往需要10公斤的原料。

雖然目前機翼的變化和更大的結構件都牽涉到了另外的技術，但是，研究人員稱增材製造使用製造一些較小部件如支架、鉸鏈等理想的方法。一個(ge) 這樣的支架在使用增材製造方式之後其重量能夠從(cong) 1.09公斤減少到隻有0.38公斤。