3D打印技术在航空航天制造业的应用前景

国际金属加工网 2019年11月28日

当今世界,航空航天技术明显是最具影响力的高新行业之一,二航空航天制造技术又是这一行业的核心,其发展对于火箭等航空航天产品的综合性能起着至关重要的作用,并决定着总体的设计思想是否可以实现。3D打印技术在这一行业的首要应用领域有飞机机翼制作、无人驾驶航空系统和复杂零部件的制造等等。

3D打印技术在航空航天制造行业的一个突破在于它在涡轮螺旋桨发动机领域的应用。据说,GE公司要在2018年试飞的ATP飞机发动机为通过3D打印制作可以实现的可能性打开了新的空间。GE公司先进的ATP发动机中,有三分之一以上的部件是由3D打印来完成的。

与喷气发动机不同的是,涡轮螺旋桨飞机一般是为小型商业飞行器和私人飞机提供动力,但这意味着至少数十亿美元的市场。根据3D打印技术的特点,设计师将八百多个独立部件减少到12个。此外,3D打印用降低发动机重量的方式来减少成本。轻5%的发动机可以节约20%的燃油消耗,并且其功力比传统加工方式制造的发动机多10%。

而在发动机的内部,3D打印技术完成燃烧室和许多结构元件的制造,这使得发动机更简洁、更轻和更紧凑,具有使人震惊的16:1的工业级总压力比。与其竞争对手比较起来,这使其仅仅通过设计提高燃料燃烧效率带来的节约15%的燃料,同时提高10%的巡航功率。

总而言之,3D打印技术完成了目前ATP发动机最重要的部件,包括它的动力齿轮箱。除此之外,3D打印技术还使设计工程师采用以前无法使用的材料组合成为了可能,材料包括新合金。

3D打印技术同样可以用来生产和设计ATP燃烧器,它的围绕式逆流配置最大限度地缩短发动机长度,同时可以改善整体发动机的重量。并且3D打印还可以用更低的成本让设计工程师对大量的设计概念进行功能测试,这一过程如果是通过传统的常规制造过程,将耗费非常高的时间和成本。


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