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標(biāo)題: 霍尼韋爾年內(nèi)3D打印航空發(fā)動機(jī) [打印本頁]
作者: 寂靜天花板    時間: 2016-6-4 19:09
標(biāo)題: 霍尼韋爾年內(nèi)3D打印航空發(fā)動機(jī)
2015年年初其首次運(yùn)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)出了HTF7000發(fā)動機(jī)的一個部件，霍尼韋爾計(jì)劃今年再進(jìn)一步，將多個3D打印部件裝入TPE331發(fā)動機(jī)。這兩個型號的發(fā)動機(jī)在全球支線客機(jī)和通航飛機(jī)上運(yùn)用廣泛。　　
  c# A" X4 n2 l+ ?% {: ]3D打印在國內(nèi)方興未艾。但3D打印技術(shù)在國外已經(jīng)發(fā)展多年，早期稱為增材制造（Additive Manufacturing）。霍尼韋爾增材制造專家Donald Godfrey向記者介紹，目前市面上主要增材制造技術(shù)包括直接金屬激光燒結(jié)、電子光束熔煉和硅砂成型等幾大類型，技術(shù)指標(biāo)各有不同。4 c+ V  W' Z- Y( f4 Y2 z* D- M
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“3D打印技術(shù)的好處是提升零部件質(zhì)量，大幅縮短生產(chǎn)和交付時間，從而節(jié)約投入成本，此外也可以減輕零部件重量。”Donald Godfrey向記者說。但他也表示，由于成本等原因，目前3D打印技術(shù)更多地用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者測試，還無法用于大規(guī)模量產(chǎn)。9 a, b9 q0 Y2 O0 D' C0 s
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不過霍尼韋爾已經(jīng)為3D打印技術(shù)畫出藍(lán)圖——到2020年，40%的飛機(jī)零部件將采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)。包括鳳凰城和上海在內(nèi)，霍尼韋爾已經(jīng)在全球設(shè)立了四個3D打印技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，試圖提升現(xiàn)有3D打印技術(shù)的成熟度。* c0 c. u+ O' W7 ^1 s& I' q3 N; V
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/ Y& n/ n3 d5 o3 h  m! e霍尼韋爾總部位于美國亞利桑那州鳳凰城，其增材制造中心也設(shè)立在此。此前，這一業(yè)務(wù)很少對媒體開放。
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* N% l4 a1 _: t9 J. N1 UDonald Godfrey是霍尼韋爾事業(yè)部的研究員級工程師，在先進(jìn)制造工程部負(fù)責(zé)新產(chǎn)品研發(fā)。記者在他的講解下見到了使用3D打印零部件的過程，以及打印出來的樣件。
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3 s# V( o) v* I# T) z1 X樣件看上去并不起眼。記者拿到的樣件包括一個網(wǎng)格狀的立方體、一個等比例縮小后的發(fā)動機(jī)模型、一個橫切面和一個鑰匙鏈，長寬高都在十厘米之內(nèi)。但和傳統(tǒng)方式生產(chǎn)出的同一產(chǎn)品比較便可發(fā)現(xiàn)，3D打印產(chǎn)品重量要輕上一半左右，并且能用更少的材料和體積，達(dá)到同樣的使用需求。
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) H' d( d3 P* i. [( z6 h9 ]% XDonald Godfrey介紹，目前霍尼韋爾正在研究的增材制造技術(shù)分為硅砂成型（或稱砂型3D打印技術(shù)）、激光燒結(jié)（DMLS）以及電子束熔煉（EBM）三類。無論采用哪種機(jī)器，其工作原理都是通過軟件建模，將要打印的部件切割成無數(shù)層數(shù)字切片，在此過程中，每一層實(shí)體切片需要不斷與電腦建模的數(shù)字切片對比，從而發(fā)覺偏差，進(jìn)行修正。& o  f2 H, k7 X  x3 Y
　　
6 p7 X8 f/ h# z$ ?三種技術(shù)中硅砂成型較為普遍，另外兩種則對材質(zhì)的耐溫性要求更高：激光燒結(jié)的溫度在200度以上，電子束熔煉超過1900度。  V" U) B) F$ L3 f3 Q
　　
1 \0 W& F. x# `1 q/ K1 S! i. s* z霍尼韋爾是航空航天業(yè)中第一家采用電子束熔煉技術(shù)、以718鎳基超合金生產(chǎn)零部件的企業(yè)。718鎳基超合金是目前應(yīng)用最為廣泛的高溫超合金之一。
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0 }: a$ C) p8 _8 W7 a# w  [: N“電子束熔煉技術(shù)的優(yōu)勢有四個方面，不需要模具，可以減少時間成本，任何金屬材質(zhì)都可以加工，并且能夠支持各種復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上更為靈活。”Donald Godfrey總結(jié)道。在霍尼韋爾看來，從嚴(yán)格意義上講，電子束熔煉技術(shù)才是真正的3D打印技術(shù)。! V7 p0 a/ ]# {' [: S
　　
2 _  f; b( l( G4 r去年1月，霍尼韋爾首次采用電子束熔煉技術(shù)“打印”出了HTF7000發(fā)動機(jī)的管腔。這一發(fā)動機(jī)型號廣泛應(yīng)用于一系列中遠(yuǎn)程公務(wù)機(jī)，包括在國內(nèi)較為常見的達(dá)索獵鷹、龐巴迪挑戰(zhàn)者、灣流等機(jī)型。* B' m% J" s2 B6 ]! [/ ?* B& D
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霍尼韋爾副總裁Bob Smith對記者介紹，未來新技術(shù)運(yùn)用后，有望降低50%的制造成本。成本節(jié)約是因?yàn)楹喕嗽O(shè)計(jì)程序——在新技術(shù)的幫助下，8個部件可以組合成1個部件，交付周期可以從幾個月大幅縮短到幾周。比如以往用傳統(tǒng)工藝研制渦輪葉片的樣件需要三年，結(jié)合3D打印技術(shù)僅需要9周。+ }& j7 \. X$ A0 a& d1 v9 v0 X  V
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Donald Godfrey表示，今年霍尼韋爾還會更進(jìn)一步，年內(nèi)將打印6個TPE331發(fā)動機(jī)部件。霍尼韋爾生產(chǎn)的這一發(fā)動機(jī)型號已經(jīng)生產(chǎn)了上萬臺。% C( _  U8 H& v' Z  u& Y" Z
　　
% H$ I: I, Y" u( t大規(guī)模量產(chǎn)尚需時日. {0 U% S4 R) h; P$ E
　　
# Z) E2 {5 U5 t) V+ m( H- \不過Bob Smith和Donald Godfrey等諸多霍尼韋爾人士都坦率地表示，目前3D打印技術(shù)還是用于產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)和測試產(chǎn)品，并沒有用于大批量生產(chǎn)。7 j  i: Y+ w' F( u
　　
8 S: z% p, U" }$ }/ S霍尼韋爾在實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，目前3D打印技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效率還不足以和傳統(tǒng)鑄造技術(shù)匹敵，大多數(shù)公司3D打印的部件是按照鑄造或加工的目的而設(shè)計(jì)的，使用增材制造理念設(shè)計(jì)部件的還不普及。- _! Z$ m! H9 Z8 }
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從Donald Godfrey的經(jīng)驗(yàn)來看，目前采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)部件可以節(jié)省時間，但成本更高，技術(shù)更廣泛地推開才能降低成本。
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  G1 X. m6 p; G% \此外，航空器的組裝過程也較為復(fù)雜。3D打印技術(shù)還不足以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的組裝程序。一些3D打印技術(shù)能夠支持的部件大小有限。
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目前霍尼韋爾在鳳凰城、上海、印度班加羅爾和捷克布爾諾設(shè)立了3D打印技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步測試現(xiàn)有技術(shù)的成熟度。以上海實(shí)驗(yàn)室為例，其3D打印技術(shù)能夠打印出長寬高最大為25cm、25cm、32.5cm的部件。
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按照霍尼韋爾提供的資料，公司計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)40%的部件采用增材制造的理念設(shè)計(jì)，也就是40%的部件都具備采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的能力。
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作者: 121我與    時間: 2016-6-5 11:19
作者: 67yuipp    時間: 2016-6-5 15:08
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