航空航天3D打印技术,齐聚2022范堡罗(FIA)航展

航空航天能源
2022
07/22
16:23
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本帖最后由 冰墩熊 于 2022-7-22 16:26 编辑

2022年7月22日,南极熊获悉,来自世界各地的制造商和承包商,在本周范堡罗国际航展(FIA)上,向世人展示了众多先进的3D打印技术,以及探讨该技术未来在航空航天领域的发展前景。

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△在范堡罗国际航展上展出的F-16C战斗机

此次航展意义非凡

尽管英国户外的气温高达104华氏度(40摄氏度),但来自全球各地的航空航天公司,积极的向人们展示他们的最新技术成果。同时,由于全球供应链等问题,对该领域造成了一定的冲击,因此,该展会现已成为航空、航天和国防领域人士,重新联系和建立跨行业伙伴关系的一个重要纽带。

也就是说,今年的FIA航展,不仅蕴含着数百万美元的商业交易。还可以看到来自MELD、GKN Aerospace、Burloak Technologies、Skyrora等企业对尖端3D打印技术的开放。例如,MELD的首席执行官Nanci Hardwick,讲述了她的公司如何利用3D打印技术,来满足美国国防需求的案例分享。

"你可能知道,美国军队目前正在用MELD技术,建造世界上最大的金属3D打印机,"Hardwick说。"陆军的动机是,能够创建具有整体结构的整个坦克车体。一个没有焊点,也没有弱点的坦克。所以,如果我们能够创建一个具有锻造特性的整体结构,那么我们就可以提高作战人员的安全性。”

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△MELD Manufacturing的固态3D打印技术

为国防提升战斗力
MELD是一种独特的固态3D打印方法的开发者,其中材料在沉积过程中不需要熔化。与传统的金属3D打印不同,这种快速摩擦沉积工艺在熔化温度以下进行,可以看到一根材料棒以一种 "涂抹 "的方式将沉积下面的基体上。

"我们的技术带来了许多机会,"Hardwick解释说。"因为我们保持在熔融温度以下,所以我们可以打印任何金属,据我所知,没有其他技术可以在这种规模下这样做。由于我们是在一个开放的环境中进行打印,所以也没有尺寸限制。"

同时,该技术可与美国陆军的10x6.5x4米英格索机床(Ingersoll)联合促进整体打印,最后,Hardwick还补充说,该公司的技术具有广泛的维修应用潜力。

她说:"比方说,幻想你在前线作战的情况下,你有一个非常大的涡轮机械设备需要维护,我们的机器可以被带到那个地方,它可以在露天环境下操作,并进行维修。目前的问题是,在许多情况下,既不能维修也不能更换。现在,通过我们的技术,可实现野战维修的需求。"

GKN和3D打印技术
该公司的业务主要围绕跨国汽车和航空零部件开展。然而,该公司不想错过利用3D打印技术的好时机,已经在研究使用金属丝的激光金属沉积(LMD-w),和基于粉末定向能量沉积(DED)的3D打印技术。

该公司瑞典全球技术中心的副总裁Henrik Runnemalm,在FIA 2022会议上向3D打印行业介绍说,自2000年代初以来,它们已经成功地采用了这两种技术生产零件,同时他还表示,除了已成功应用3D打印技术之外,未来还将利用该技术突破现有技术难题。

Runnemalm补充说。"在另一方面,我们已经探索了不同的技术,包括基于激光和电子束熔化。现在,要拿出所有类型的技术进行认证,确实有些困难,但我们正在推动它们。我们的目标是实现制造零缺陷的零件,我们正在朝这个方向推动3D打印。"

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△带有3D打印“H扇区”的GKN Aerospace涡轮机后部结构

Skyrora和Burloak的航天业务
与此同时,在FIA航展的航天区,总部位于英国的火箭制造商Skyrora,宣布它们位于苏格兰的新发动机测试中心已经开放。同时,该公司的商务传播官Nickie Finnegan解释了为什么选择开发Skyprint 2 3D打印机,并将它部署在正在组装 的Skyrora XL火箭的构建中。

“我们这样做有几个原因,”Finnegan说。“我们将可持续性,作为我们的核心目标之一。因此,当通过增材制造生产时,它使用的资源要少得多,而且我们还可以通过现场安装3D打印机来本地化我们的供应链。这也有利于经济发展。就火箭的实际设计而言,我们使用的材料在减重方面要优化的多。”

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△用于制造火箭零件的混合3D打印机

在活动的其他地方,加拿大生产服务提供商Burloak Technologies,也很高兴在先进的航天组件背景下讨论3D打印。该公司透露,在2020年,它已与MacDonald, Dettwiler and Associates (MDA)签订合同,通过该公的激光粉末床融合、电子束和DED技术开发耐用的3D打印卫星部件。

同时,Burloak Technologies的副总裁兼总经理Jason Ball,深入探讨了在此类构建中采用3D打印,将如何帮助客户实现轻量化和零件整合的技术优势。

“您可以采用传统机加工的零件,使它们变得更轻,这对航空航天业很有帮助,”Ball解释道。“您还可以在组装过程中将零件连接在一起,将它们全部打印在一个零件中。我们还可以使用特殊材料(例如热稳定材料因瓦合金)来生产用于卫星的光学元件。”

“我认为,如果增材制造将成为一种颠覆性技术,那么它仅仅才刚刚开始,”他补充道。“人们将学习如何设计零件以更好的利用它。我们将看到产品组合随着我们的发展而增长,并整合越来越多的部件,并以与我们今天的方式截然不同的方式,重新定义它们。”

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△Boom Supersonic的新Overture设计方案

惠普和Boom,共同在航空领域进步
最后,在民航领域,普惠公司宣布在本届航展之前,便安装了Velo3D Sapphire系统。同时与GKN Aerospace一起3D打印了涡轮风扇发动机部件,并与Norsk Titanium合作利用该技术制造了一个整体叶片转子。

在FIA 2022的第二天,Boom Supersonic还对外宣布,即将推出Overture超音速商用客机的升级版。目前,该飞机已经过2600万小时的软件模拟测试、5次风洞测试和51次迭代,改进后的飞机外形加前卫,旨在降低空气阻力和燃油效率,以及亚音速和跨音速飞行。




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