近日,空客公司采用增材制造技術(shù)加工的A350XWB寬體飛機艙體支架獲得“2014年德國工業(yè)創(chuàng)新大獎”。該零部件采用LaserCUSING工藝加工。評委會認為這一跨工業(yè)領(lǐng)域項目正在變革飛機結(jié)構(gòu)件制造方式,可以使民用飛機中采用更多的輕量化結(jié)構(gòu)。之前,這種零部件采用鋁合金通過銑削等機械加工方法制造,現(xiàn)在可以使用鈦合金采用增材制造技術(shù)加工,重量可減輕30%以上。
空客公司認為在飛機制造中采用增材制造技術(shù)具有以下幾個方面的好處:(1)采用增材制造,可以使飛機重量減輕,這樣或是降低飛機的燃油消耗,或是增加飛機載重量;(2)采用增材制造,在早期階段就可能生產(chǎn)出與批量化生產(chǎn)零件結(jié)構(gòu)類似的功能樣件,意味著可以在設計階段早期就識別出設計錯誤,以及對工藝過程進行優(yōu)化。之前預計開發(fā)這種零部件需要約6個月,實際只花費了1個月;(3)采用增材制造可實現(xiàn)綠色制造,用銑削等機加方法加工飛機零部件制造會導致95%的原材料浪費,而采用激光熔融工藝,浪費大約只有5%左右。(4)采用增材制造,對中小批量零件的制造成本具有積極影響。為實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟,相比大批量制造,飛機制造中的批量因素更加至關(guān)重要。相比傳統(tǒng)制造工藝,增材制造技術(shù)不僅消除了工具成本,還具有更高的設計自由度。(5)采用增材制造技術(shù)還能夠開發(fā)諸多涉及安全的零部件,比目前使用的零部件更經(jīng)久耐用。因為采用增材制造技術(shù)的零部件配以合適的熱處理技術(shù)后,零部件具有更高剛度、更低韌性。(6)在未來,采用增材制造技術(shù)使得在不同的地點按需制造備件也成為可能。一旦遇到零部件失效,備件可以在當?shù)刂苯由a(chǎn)。這種分散化生產(chǎn)網(wǎng)絡可以減少運輸距離和交付時間,另外,飛機中與維護相關(guān)的停機時間和檢測時間也可縮短。(7)增材制造技術(shù)可以生產(chǎn)出及其精細的骨骼、多孔類零部件,使得未來飛機制造中,將增材制造與仿生學結(jié)合,實現(xiàn)飛機零部件的仿真學設計制造,進一步提高飛機安全性。
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