3D打印飞机零部件获航空认证，ST Engineering与EOS开发多种工艺应用方案

ST Engineering公司的航空航天部门一直在构建虚拟库存，提升客户的航空运营效率，其中包括易损飞机部件的解决方案。 按需3D打印有助于减少浪费，减少固定库存。此外，通过指定的数字文件、合格的3D打印机和工艺，可以生产出符合认证的零件。在飞机场周边就近生产，大大减少了与运输有关的碳排放，并提高成本效率。

增材制造（AM）是未来的发展方向，ST Engineering公司与技术合作伙伴和航空公司客户合作，开发多种增材制造解决方案。ST Engineering分享了他们作为领先的增材制造解决方案供应商，如何成功地扩大和深化自己的能力。

挑战

早在2018年，ST Engineering公司已经准备提高增材制造生产力，涵盖Filament Layer Manufacturing (FLM) 技术、Laser Powder Bed (LPB)技术、Selective Laser Sintering (SLS)和Direct Metal Laser Solidification (DMLS)技术，为客户提供更广泛的增材制造服务。

最初，ST Engineering公司只有欧洲联合航空安全局(EASA)对FLM技术的两项批准：Design Organization Approval(DOA) 和Production Organization Approval (POA)。对于LPB技术，计划建立内部管理能力系统、材料的合格性进程，这又将开拓更多的应用空间，3D打印飞机零部件。

首次使用LPB （粉末床烧结3D打印）增材制造技术，ST Engineering公司决定与专注于LPB增材制造系统的行业先驱者EOS合作，以快速应用SLS工艺和DMLS工艺，减少探索尝试的时间，使用现有的应用经验。

作为一个值得信赖的合作伙伴，EOS提供了强大的支持和健全的系统，提供良好的案例研究，设备工艺保持较高的稳定性和可靠性。



△ST Engineering公司已交付了各种增材制造的零件和设备支架，来源：ST Engineering公司

解决方案

到2018年底，ST Engineering和EOS的咨询部门(增材思维)建立了增材制造能力培训流程方案，包括定制培训和咨询，目标是让参会者对掌握相关知识：零件筛选和选择，面向增材制造的设计，业务案例分析和增材制造工艺质量要求的关键介绍。

能力培训之后，ST Engineering选择了客舱内部不影响飞行安全的组件，作为改装案例开始他们对SLS和DMLS技术的使用。

ST Engineering决定使用以下工艺和材料来制造选好的零件。对于金属件，使用EOS M 290系统和EOS 铝合金AlSi10Mg材料。对于聚合物零件，使用EOS P 396系统和EOS PA2241FR（一种阻燃聚酰胺-12(尼龙)）。

对内部团队进行培训后，ST Engineering 建立了用于SLS和DMLS系统的专有工作流程和方案。包括增材制造的设计，完整的打印过程控制从粉末管理、打印执行、检查和继续打印业务到后处理，直到成品的增材制造部件就绪，准备安装到飞机上。通过完全载荷试验，打印的部件性能得到验证，结果符合预期。


结果

在从2018年到2020年不到两年的时间内，ST Engineering 成功建立和实施了自己的专有LPB 3D打印工作流程和工艺，并成功地获得认证：

• EASA：使用SLS 和DMLS 技术打印零件的补充类型认证（STC），在FLM的基础上，对SLS和DMLS进行了DOA和POA认证。

• FAA：机舱零件制造商的批准（PMA）（即将进入最后阶段）。

• CAAS：使用FLM、SLS、DMLS技术增材制造零件的DOA和POA（接近最后阶段） 。

增材制造的使用，让零件的生产周期更短，同时对于高成本、小批量的备件提供优秀的替代解决方案。 ST Engineering丰富的工程经验，加上完整的认证体系，意味着他们可以满足航空的严格要求，获得批准在飞机上安装新的增材制造零件。

凭借扩展的功能，ST Engineering正在着手定制增材制造设计项目，不仅可以帮助客户翻新他们的商业和军事飞机，还可以改善零件性能和订单交货时间。

ST Engineering AM开发中心主任Zheng Guoying博士表示：“从设计到安装并不容易，通过和合作伙伴EOS一起开发专有的工作流程，ST Engineering可以快速有效地将增材制造的好处带到航空制造业。”


编译自：ST Engineering