小批量生產(chǎn)
對(duì)于航空航天和國防等行業(yè)，其中少量生產(chǎn)高度復(fù)雜的零件，3D打印是理想的選擇。使用該技術(shù)，無需投資昂貴的模具設(shè)備即可創(chuàng)建復(fù)雜的幾何形狀。這為航空航天原始設(shè)備制造商和供應(yīng)商提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的方式，可以經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)小批量的零件。
減輕重量
除空氣動(dòng)力學(xué)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能外，重量是飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的最重要因素之一。減輕飛機(jī)的重量可以大大減少其二氧化碳排放量，燃料消耗和有效載荷。
這就是3D打印的用武之地：該技術(shù)是制造輕型零件的理想解決方案，可節(jié)省大量燃料。當(dāng)與諸如生成設(shè)計(jì)軟件之類的設(shè)計(jì)優(yōu)化工具結(jié)合使用時(shí)，增加零件復(fù)雜性的潛力幾乎是無限的。
材料效率
由于3D打印過程通過逐層生產(chǎn)零件而起作用，因此大部分情況下僅在需要的地方使用材料。結(jié)果，與傳統(tǒng)的減法方法相比，它產(chǎn)生的浪費(fèi)更少。
航空航天和國防應(yīng)用可用的3D可打印材料的選擇范圍從工程級(jí)熱塑性塑料（例如ULTEM 9085，ULTEM 1010，PAEK，增強(qiáng)尼龍）到金屬粉末（高性能合金，鈦，鋁，不銹鋼）。
可用的3D可打印材料的范圍在不斷擴(kuò)大，從而解鎖了先進(jìn)的航空航天應(yīng)用。
零件合并
3D打印的主要優(yōu)點(diǎn)之一是零件合并：將多個(gè)零件集成到單個(gè)零件中的能力。通過減少組裝所需的時(shí)間，減少所需零件的數(shù)量可以顯著簡化組裝和維護(hù)過程。
保養(yǎng)與維修
飛機(jī)的平均壽命在20到30年之間，使維護(hù)，修理和大修（MRO）成為行業(yè)中的重要功能。金屬3D打印技術(shù)（例如直接能量沉積）通常用于維修航空航天和軍事設(shè)備。渦輪葉片和其他高端設(shè)備也可以通過在磨損的表面上添加材料來進(jìn)行修復(fù)。
3D打印的火箭零件
3D打印，尤其是金屬的3D打印，越來越多地用于制造火箭。該技術(shù)使工程師能夠創(chuàng)新火箭零件的設(shè)計(jì)并在更短的時(shí)間內(nèi)制造它們。
一個(gè)例子就是由空中客車集團(tuán)和賽峰集團(tuán)合資的阿里安集團(tuán)開發(fā)的阿里安6號(hào)發(fā)射器的噴油頭。
噴射頭是推進(jìn)模塊的核心元件之一，其將燃料混合物壓入燃燒室。
傳統(tǒng)上，噴頭是由數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)零件制成的，這些零件需要進(jìn)行機(jī)械加工和焊接在一起。相比之下，3D打印使這些組件可以制成一體。
對(duì)于Ariane 6發(fā)射器的噴油器頭，該團(tuán)隊(duì)采用了最初需要248個(gè)零件的設(shè)計(jì)，并將其縮減為一個(gè)3D打印的零件。用于零件的材料是鎳基合金。
然后使用SLM技術(shù)3D打印無法通過常規(guī)方法生產(chǎn)的零件。
雖然過去的鑄造和加工時(shí)間要超過三個(gè)月，但使用帶有四個(gè)平行激光器的EOS M 400-4 3D打印機(jī)，使用AM的生產(chǎn)時(shí)間減少到35小時(shí)。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)包括降低了50％的成本。
用于Ariane 6發(fā)射器的3D打印噴油器頭
飛機(jī)內(nèi)部組件
空中客車
3D打印的塑料零件對(duì)于航空航天應(yīng)用（例如飛機(jī)內(nèi)部）非常有用。
商用飛機(jī)的機(jī)艙內(nèi)部將需要定期更新，此過程可能涉及更換墻板等組件。定制的需求意味著零件通常會(huì)小批量生產(chǎn)?？焖僦苻D(zhuǎn)時(shí)間也是必須的。
空客就是一個(gè)很好的例子。截至2018年，該公司已經(jīng)生產(chǎn)并準(zhǔn)備 在其商用A320飛機(jī)上安裝3D打印間隔板 。傳統(tǒng)上，將使用注塑成型來生產(chǎn)新的塑料部件，這是一種用于小批量，特殊要求和高復(fù)雜性的昂貴且復(fù)雜的過程。
借助3D打?。‵DM），空中客車公司能夠生產(chǎn)具有復(fù)雜特征（如晶格結(jié)構(gòu)）的組件，而無需任何額外的制造成本。結(jié)果是：隔板比傳統(tǒng)方法制造的隔板輕15％，有助于減輕飛機(jī)本身的重量。
防御系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組件
Nano Dimension和Harris公司
在國防領(lǐng)域，3D打印有可能改變軍用設(shè)備末端零件的生產(chǎn)方式。當(dāng)前的國防應(yīng)用范圍從復(fù)雜的支架和小型監(jiān)視無人機(jī)到噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)組件和潛艇船體。
電子3D打印對(duì)于國防公司來說是一個(gè)年輕但仍在增長的領(lǐng)域。利用該技術(shù)，工程師目前能夠在內(nèi)部設(shè)計(jì)和生產(chǎn)復(fù)雜電路板和天線的原型。
對(duì)于制造商來說，這意味著能夠通過消除將高價(jià)值項(xiàng)目外包給第三方的需求來加速產(chǎn)品開發(fā)過程。
天線是3D打印如何加速電子設(shè)備設(shè)計(jì)過程的重要示例。
以哈里斯公司為例，哈里斯公司與3D打印電子系統(tǒng)制造商N(yùn)ano Dimension一起，在2018年使用3D打印生產(chǎn)天線時(shí)取得了關(guān)鍵突破。
Harris Corp.和Nano Dimension成功地合作生產(chǎn)了3D打印的RF電路
工裝
拉特科和穆格飛機(jī)集團(tuán)
航空航天公司還可以通過使用該技術(shù)按需生產(chǎn)定制工具設(shè)備（例如夾具和固定裝置）而從3D打印中受益。
法國航空航天制造商Latécoère使用3D打印來減少定制工具的交貨時(shí)間。以前，該公司使用CNC銑削來制造這些工具，交貨時(shí)間長達(dá)六周?，F(xiàn)在，借助FDM 3D打印機(jī)，Lateécoère可以在短短幾天內(nèi)創(chuàng)建生產(chǎn)工具-交貨時(shí)間減少了95％。
該公司聲稱，這種新的模具生產(chǎn)方法還可將成本降低40％。值得注意的是，這些工具是根據(jù)人體工程學(xué)定制的，從而使操作員的工作更加輕松，并縮短了生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
同樣，穆格飛機(jī)集團(tuán)（Moog Aircraft Group）正在使用FDM 3D打印技術(shù)在內(nèi)部生產(chǎn)諸如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）之類的工具。過去，該公司將該設(shè)備外包，整個(gè)過程需要4至6周的時(shí)間?，F(xiàn)在，穆格內(nèi)部使用3D打印，可在大約20小時(shí)內(nèi)完成CMM夾具的制作。以前成本超過2,000英鎊的燈具現(xiàn)在可以制造幾百磅。
備件
衛(wèi)星電視
航空航天公司非常依賴于備用零件和替換零件，因此對(duì)于這種應(yīng)用的需求越來越短。
為了滿足這一需求，航空航天業(yè)的供應(yīng)商必須找到方法以更快地提供制造服務(wù)。增材制造使備件可以在需要時(shí)快速生產(chǎn)。反過來，這減少了對(duì)大量庫存的需求，有助于降低庫存成本并確保零件在本地生產(chǎn)。
Satair是空中客車的子公司，專門從事零配件的分銷，提供增材制造的塑料和金屬零件。
備件供應(yīng)商使用3D打印來生產(chǎn)定制的零件和工具，該技術(shù)有助于大大縮短交貨時(shí)間并簡化復(fù)雜的供應(yīng)鏈物流。通過這種戰(zhàn)略方法，該公司能夠通過快速生產(chǎn)用于維護(hù)操作的備件來縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間。
航空航天和國防工業(yè)在增材制造市場中占有重要份額。原因很簡單：增材制造提供了巨大的價(jià)值，從提高飛機(jī)性能到為零件生產(chǎn)提供更靈活的方法。
然而，向生產(chǎn)邁進(jìn)需要增材制造來克服某些挑戰(zhàn)。其中包括3D打印零件的認(rèn)證，更好的過程可重復(fù)性和安全性。
但是，隨著對(duì)3D打印工藝和材料的開發(fā)和認(rèn)證投入了大量資金，航空航天和國防工業(yè)3D打印的未來無疑是光明的。
責(zé)任編輯：
