大量针对3D打印技术的新研究和应用开发在航空航天工业中持续快速发展。尽管这个总括术语很简单,但这是一个庞大而多样化的全球产业,包括商用飞机、卫星、军用和国防飞行器(飞机/直升机/无人机)、火箭和太空飞行器,当然,还有国际空间站(ISS)的应用程序。
毫无疑问,今天的航空航天工业是推动3D打印技术采用和发展的主要垂直行业之一,但不一定是以大多数引人注目的头条新闻所暗示的方式。虽然用于最终生产应用的增材技术确实存在,并且将继续发展,但目前它们只占航空航天公司应用3D打印的很小一部分。因此,生产应用并不能完全代表3D打印在航空航天领域被接受和应用的多种多样的方式。
背景很重要
几十年前,许多航空航天公司很快就发现了早期快速原型技术的好处,可以更快、更有效地开发产品。因此,虽然工艺远不如今天复杂,材料面板也非常有限(再次与今天相比),但增材技术已经嵌入到工作流程和集体文化心理中。我相信这是3D打印在航空航天工业中得到如此广泛应用的主要原因。
原型设计仍然是增材技术在航空航天领域的主要应用。它不仅提供了更大的开发创造力,还提供了更优越的形式和功能能力(更不用说在整个供应链中无价的成本和时间效率的提高)。
也不全是高端金属。有时是MakerBot
你可能会认为航空航天公司专注于只有今天的高端增材制造工艺和平台。事实上,虽然许多3D打印新闻标题都集中在航空航天应用中采用金属增材制造,但最近我听到的一件轶事很好地消除了这个神话。
劳伦斯·加斯曼,研究咨询公司总裁SmarTech出版他最近在阿姆斯特丹的AM Show会议上告诉观众,当他与一家特定的商业航空航天OEM进行研究时,他正在深入研究内部使用的添加剂工艺的数量和类型。他的联系人列出了一些你能想到的大型平台的个位数数字——金属激光熔化,生产级聚合物机器(Fortus和EOS),并阐述了它们的价值。在进一步追问之下,他又说:
哦,是的,我们有50多个MakerBots!
专注于研发是整个航空航天领域的基础和普遍存在的。随着高端工业流程在能力和可靠性方面的改进,新材料、质量保证流程和过程监控也得到了改进。随着正在开发的更多样化的应用程序,适用性的广度也在增长。
生产
如前所述,今天在航空航天工业中有一些3D打印的生产应用。通用电气的燃油喷嘴可能是迄今为止记录最完整和最知名的高端应用程序。现在也有各种各样的非关键部件飞上天空的例子,无论是在商业客机上还是在星际飞行器上,比如阿特拉斯5号).还有很多很多的应用程序正在开发中,但正在进行严格的测试,以满足所有严格的监管标准。
无人机
一个特定的航空航天应用确实产生了巨大的兴趣,特别是与3D打印有关的,是无人驾驶飞行器(uav),也被称为无人机。无论是用于军事部署、商业运作(比如亚马逊),还是作为业余爱好者的消遣,无人机的数量和用途都在增长。Stratasys展示了3D打印具体应用的一个典型例子极光飞行科学去年。这些组织共同开发和生产了迄今为止最大、最快、最复杂的3D打印无人机。因此,他们能够演示增材制造如何将设计、制造和飞行喷气式飞机所需的时间缩短50%。
流程优化
然而,与许多其他行业一样,在原型设计和生产之间,3D打印也存在着巨大的工艺优化机会,也可以带来巨大的成本节约。联合发射联盟是一个突出的例子。该公司是全球领先的火箭发射器设计和制造公司,它对3D打印的使用远远超出了最初的采用意图。据该公司称,去年该公司使用3D打印直接制造了300多种生产工具,从而将这些部件的成本降低了90%。交货时间也大大缩短了——从几个月到几天——通过设计优化,零件得到了极大的改进。本质上是双赢。
UAL目前正致力于为火箭制造更直接的添加剂部件。NASA也是。我最近听说小雷蒙德·柯基·克林顿他的见解既现实又鼓舞人心,描述了NASA目前如何使用3D打印,并进行了未来如何使用3D打印的研究。Corky非常小心地明确区分了这两者-再一次,新闻标题可能会在这方面有点忘乎所以,而不是这样做,从而造成混乱和炒作。
简而言之,我发现最有趣的是,美国宇航局认为目前的应用,无论是在地球上,还是在国际空间站上,3D打印的发展和研究,都是未来几代人完成地球独立的重要垫脚石。
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