航空航天產(chǎn)業(yè)五種3D打印潛在應(yīng)用

南極熊3D打印網(wǎng)報道
    和其他多個行業(yè)一樣，航天航空產(chǎn)業(yè)正在越來越多的采用3D打印和快速原型制造技術(shù)，用于開發(fā)飛機部件，削減生產(chǎn)成本。事實上，航天航空領(lǐng)域的其中一家領(lǐng)先的公司波音公司，已經(jīng)廣泛使用3D打印技術(shù)，去年打印超過22,000個部件。

    波音公司的波音787夢幻客機顯然就采用了3D打印的部件，這是航空產(chǎn)業(yè)的一個首例。此外，據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，通用電氣（GE）最近也宣布了投資5,000萬美元，開發(fā)下一代LEAP噴氣發(fā)動機的燃料噴嘴。航空工業(yè)向增材制造技術(shù)的突然傾斜，主要的原因可能是增材制造可以達到重量的顯著減輕。根據(jù)美國航空公司（American Airlines），飛機每減小一磅的重量，公司每年就可以節(jié)省11,000加侖的燃料。
    技術(shù)咨詢公司ICF International航空運營副總裁Vivek Saxena說，增材制造目前只占據(jù)了全球制造業(yè)市場的0.0002%。更確切地在航空業(yè)上，這個百分比大概只占航空業(yè)1,500億美元的部件市場的0.002%。但是，很多的業(yè)內(nèi)觀察家，就比如Saxena，都預(yù)測航空業(yè)的3D打印部件市場預(yù)計會在未來的十年內(nèi)上升至20億美元。隨著增材制造/3D打印在航空業(yè)的這樣過度擴散之下，其未來潛在的應(yīng)用似乎會變得更具可行性。這里是增材制造的五項潛在航空應(yīng)用：

    機翼
    雖然飛機的一些較小的零件已經(jīng)應(yīng)用了3D打印的使用，波音公司預(yù)想在以后打印出完整的機翼。目前的3D打印技術(shù)對于打印大型物體具有一定的限制，因為尺寸的增大會形成內(nèi)部的壓力，造成物體變形。但是，最近由BAE Systems開發(fā)的一種技術(shù)將可以提高金屬部件的強度，通過在每層打印的時候使用超聲波工具重復(fù)地對物體進行打擊。這樣可以緩解部件內(nèi)部的壓力，解決了大物體打印的一個重要問題。

    復(fù)雜發(fā)動機部件
    除了3D打印的噴嘴之外，通用電氣還在為GE9X發(fā)動機開發(fā)3D打印的部件。GE9X發(fā)動機是世界上最大型的噴氣發(fā)動機，用于下一代的波音777X長途客機。3D打印的使用預(yù)計在開發(fā)測試檢查間隙、角度和公差的原型中派上用場，而不需要數(shù)控機床的投入。最近，Autodesk和Stratasys合作開發(fā)3D打印渦輪螺旋槳發(fā)動機的全尺寸模型，展現(xiàn)3D打印開發(fā)噴氣發(fā)動機部件的未來能力。

    太空按需部件打印
    NASA（美國宇航局）的下一個太空探索飛船大概包含了70個3D打印部件，都是在地球上開發(fā)的，大大地拉長了供應(yīng)鏈。而在太空直接的按需部件打印，將能顯著地降低發(fā)射火箭到太空所需要的成本和計劃周期。Made in Space和Lunar Buildings這些公司現(xiàn)在都在投入開發(fā)太空按需3D打印部件。與NASA合作的Made in Space正在進行零重力測試，在國際太空站中實驗3D打印。這樣的技術(shù)將能讓宇航員按照自己的需要進行一些工具和部件的3D打印。

    無人駕駛航空系統(tǒng)
    最近，BAE Systems公開了2,040個飛行器工程概念，整合機載3D打印，開發(fā)無人機。這些概念解釋了飛行器要如何檢測災(zāi)難并向任務(wù)控制中心報告，然后任務(wù)控制中心會將需要的工程數(shù)據(jù)反饋到機載的打印機，使打印機可以根據(jù)災(zāi)難場景的需要打印出無人飛行器。最終，這些3D打印的無人機，會執(zhí)行拯救任務(wù)，或者是監(jiān)控情況。雖然這個概念還處于設(shè)計階段，BAE Systems已經(jīng)投入了1億1,700萬里拉的資金到研究開發(fā)中，確保這些概念可以成為現(xiàn)實。

    3DPaaS（3D Printing as a Service）
    NASA正在展望探索3D打印作為快速預(yù)原型制造（Rapid Pre-Prototyping）的服務(wù)的未來。“3D打印讓我們可以更簡單地捕捉任務(wù)概念的想象。我們可以看到其他人在想象什么�！盢ASA噴氣推進實驗室的IT首席技術(shù)官Tom Soderstrom說。使用 3DPaaS，工程師可以獲得同行評審、替代設(shè)計概念、最終原型的認(rèn)可。隨著開源設(shè)計開發(fā)的發(fā)展，來自外界的各種想法都可以集成在一起，因而建造時間和成本都可以可觀地降低。

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