BigRep 3D打印技术和碳纤维增强材料，为海军直升机关键部件提供新解方案

2023年3月23日，南极熊获悉，意大利国防承包商莱昂纳多正在与英国工程公司SFM Technology和大幅面3D打印机制造商BigRep合作，利用3D打印技术为皇家海军的AugustaWestland AW101直升机制造关键部件。

△用于AgustaWestland AW101的3D打印主旋翼桨叶约束支架

这项合作将采用BigRep的大型3D打印机，使用碳纤维增强的Hi-Temp CF材料打印关键部件，以提高生产效率和降低成本。该项目的成功将为意大利国防承包商提供更快速、更经济的制造解决方案，并展示3D打印技术在航空航天领域的应用前景。

3D打印直升机主旋翼桨叶约束支架

直升机在交通、旅游、执法、军事等众多领域都有广泛应用，而3D打印技术早已应用于其零部件的制造。通常，在船上储存和运输时，直升机需要将叶片折叠起来，使它们更加紧凑。为了稳定主旋翼并防止其在风中拍打，需要使用主旋翼桨叶约束支架。然而，意大利国防承包商莱昂纳多发现他们现有的约束支架已不符合所需的标准，因此他们向英国工程公司SFM Technology的航空零部件3D打印部门AeroAdditive寻求解决方案。

SFM Technology的AeroAdditive销售主管Gary Wilson解释说：“当直升机停放在船上时，其叶片需要向后折叠以节省空间。但是在海上，即使叶片已经折叠，仍然会受到风的影响而拍打，因此需要使用叶片约束支架来限制其运动，以避免拍打现象的发生。”

△AgustaWestland AW101莱昂纳多直升机

经过广泛的压力测试，SFM Technology发现，与传统制造方法相比，采用3D打印技术制造的部件具有更好的性能，能够提供轻量化、坚固的产品。该公司利用3D打印技术制造出新的主旋翼桨叶约束支架，其尺寸为900 x 230 x 160毫米，据称是同类产品中第一个采用增材制造技术制造的。

△AgustaWestland AW101的主旋翼桨叶约束支架

使用BigRep Pro打印机和Hi-Temp CF材料

考虑到该项目所需的生产规模，SFM Technology选择使用BigRep Pro 3D打印机。这款工业级3D打印机拥有1立方米的构建体积，可用于大规模生产零件，并非常适合SFM的最终用途零件的要求。Gary Wilson进一步解释道：“我们选择BigRep Pro是因为我们需要一款专业的3D打印机进行大规模生产，我们相信BigRep Pro可以胜任这一任务。”

BigRep Pro提供自动打印床和挤出机校准功能，极大地提高了SFM Technology的生产速度和效率。例如，自1月份以来，已经使用该机器打印了30个约束支架。它们60个上下结构的零部件组成，如果我们采用传统的方式，我们只能完成大约四分之一的工作量。Gary Wilson表示：“使用3D打印技术，生产速度要快得多，因为我们不需要进行太多的调整，或者即使需要调整，也非常小而可以快速解决。”

△BigRep PRO 3D打印机

为了充分利用BigRep Pro打印机，SFM Technology正在使用BigRep的Hi-Temp CF碳纤维增强材料。该材料是一种高强度工程级连续纤维材料，具有115℃的高热变形温度和65 MPa的抗拉强度。由于使用这种非常坚硬和耐用的材料，约束支架被认为具有出色的抗外部压力和磨损性能。Gary Wilson表示，SFM Technology进行了多项测试来确定最适合其预算的材料，并发现Hi-Temp材料具有“优于其它BigRep材料的优势”。

在打印过程完成后，需要将支撑材料去除并对表面进行光滑处理。随后，需要将衬套插入铰链，并添加螺旋线圈插入件。根据客户的规格进行喷漆后，将剩余的金属部件与支架内侧的泡沫插件一起添加，以保护转子叶片在安装约束支架时不受损坏。

经过使用3D打印的主旋翼桨叶约束支架的投入使用，SFM Technology现正在研究使用BigRep Pro进行批量生产。Gary Wilson表示：“3D打印技术已成为航空航天行业的常态，这只是时间问题。从最近的新闻来看，3D打印技术可能将被广泛应用于军事领域。”