从模型飞机到无人机到喷气机和火箭，你可能会惊奇地发现今天有多少正在飞行的飞机上含有3D打印的零件。而这种趋势只会继续下去，英国ATI地平线增材制造计划正在努力开发航空航天领域的先进制造方法。英国地平线增材制造计划目前专注于生产飞机用金属轻质部件的新型增材制造技术。他们将创造更实惠的生产方法，减少浪费，按需生产近净形状的零件。
英国地平线增材制造项目希望通过建立3D打印飞行零部件的可行方法，利用3D打印技术所实现的高度几何复杂性和多种材料的能力，为下一代飞机制造先进的零部件，从而使英国处在航空航天设计和制造的前沿。
英国地平线增材制造计划是由一群有兴趣为航空航天零部件创造新型增材制造技术的合作伙伴组成的联盟来实施的。联盟于2014年成立，由GKN 航空公司领导，其他成员包括雷尼绍、欧特克、谢菲尔德大学、华威大学、达尔康 (Delcam)等。
目前该联盟的项目包括11个工作包，其中包括：增材制造材料、设计要求、增材制造设计、优化、塑料增材制造、增材制造流程的理解、增材制造的后期处理、增材制造零件的无损探伤检测等。
英国地平线增材制造计划的重点是通过GKN的技术准备评估（TRA）流程推进三项关键的增材制造技术，以便将其发展为可行的生产流程。迄今为止，根据联盟设计的各项评估指标，塑料增材制造已经达到TRL3阶段，而LPB-激光粉末床熔化技术则达到了TRL4阶段。
其他的ATI地平线增材制造项目还和GKN测试站点合作，为在WIST和ALFET开发的下一代防冰系统的飞行试验生产飞行测试硬件。 达到TRL4阶段的技术重点是从过程转向产品开发，这个阶段也包括一些塑料的3D打印应用开发。目前ATI地平线增材制造项目人员由8名工程师增加到了20名，拥有10台3D打印机。他们在材料分析实验室使用多种材料，专注于不需要后处理的生产，并且与增材制造客户加强合作。
GKN通过支持地平线增材制造计划也获得了自身技术的发展。现在，GKN的优势表现在可以通过与现有客户合作来生产需要快速交付的试飞硬件。通过这种合作，GKN还可以将增材制造扩展应用到客户业务的其他领域。
当前，地平线增材制造项目完成了两个案例研究工作。第一个研究工作围绕着下一代冰探测系统进行研究，因为该联盟也与其他主要实体合作，包括GKN其他部门。他们通过激光粉末床熔化技术来进行新型飞机光学冰探测器（OID）和下一代防冰加热垫零件的开发工作。
这个项目中各种技术的成熟水平如下： - 激光粉末床增材制造：接近TRL 5 - 光学冰探测器：接近TRL 6 - 防冰加热垫（ALFET）: 接近TRL 6
研究人员开发的增材制造零部件需要与飞机的仪器罐，OID传感器和外部视频摄像头连接，以探测冰是否已经累积。在制造过程中，需要尽量减少零件外表面的表面粗糙度，并实现3D打印零件和其他金属零件之间结合所需要的严谨的尺寸公差，这一点很重要。
第二个案例跟增材制造设计理念（DfAM）有关，研究人员探索了机翼铰链支架上的仿真驱动设计方法。通过仿真驱动设计，研究人员设计出重量减轻50％的复杂零件。不仅如此，这些零件可以通过3D打印来生产。而且还为机翼设计提供了更高的性能，更高的效率。
总体来说铰链支架的设计带来了一系列的改变，包括买飞比从3.5降低到了2甚至是1.5，重量降低了53%，减少零件数量，缩短设计时间。
来源：3D科学
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