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  • 1 # 華航段1

    金屬鐳射熔融技術有更短的交付週期、更合適的部件和前所未有的成型自由度,這些都是選擇這一技術的重要依據。

    如今,該技術在飛機“輕量化結構”和“仿生學”方面的突出表現,讓這一趨勢更加顯而易見:金屬鐳射增材製造技術正在改變其設計思維。在未來的飛機設計中,部件將能夠有針對性地吸收力線。同時,又符合輕量化要求。耐久、節約資源、改善成本結構,從而魚和熊掌可以兼得。

    ConceptLaser有限公司創始人兼執行長FrankHerzog先生、漢堡空客新興技術與概念負責人PeterSander先生和漢堡LaserZentrumNord有限公司執行長ClausEmmelmann教授(工程博士)共同參與了空客A350XWB採用的連線件,即所謂的托架3D金屬列印專案的研發和生產。以前,該部件由鋁材銑削加工而成。現在,則可以用鈦材料列印而成,減重幅度大於30%。

    空客A350XWB的連線件採用3D列印的生產方式,在2014年入圍了“2014年德國經濟創新獎”的最終評選。評審團的評定意見為,這種跨行業的開發形式,徹底改變了飛機構件的製造方式和民用飛機的“輕量化”途徑。2015年12月,參與該專案的3位成員在德國柏林舉辦的“2015德國未來獎”中,又被共同授予“最佳團隊”的榮譽稱號,並接受了由德國總統親自頒發的榮譽證書。

    支援在飛機制造業中採用金屬鐳射熔融技術的論點是,自由成型和減重。其中“輕量化”特點可有效幫助航空公司在飛機運營中取得更為經濟的效果。固定元件(托架)所能取得的減重效果,將有助於實現更低的燃料消耗,或者提升飛機的裝載能力。

    設計新的飛機時,需要用到成千上萬個小量製造的FTI(飛行測試安裝)托架。金屬增材製造(LayerManufacturing)方法不僅可以幫助設計人員快速生產出新的設計結構,而且生產出的部件重量要比常規的鑄造件或者銑削件輕30%以上。

    此外,金屬鐳射增材製造工藝直接以CAD資料作為基礎,省略了模具,降低了成本,讓部件可以更快的速度投入使用,最多可節省75%的時間。同時,利用該工藝無模具的特點,在早期即可製造出具有接近量產部件特性的原型件,極大節省模具成本。

    飛機零件在銑削過程中會產生高達95%的可回收廢料。而採用鐳射熔融技術,操作者不僅可得到“接近最終輪廓的部件”,且廢料只有約5%。“在飛機制造業中,將其稱為‘成品原料比’(buytoflyratio),90%在這裡是一個了不起的數值。在對能量效率進行衡量時,這一數值當然也體現出積極的一面。”ClausEmmelmann教授(工程博士)說。尤其是應用在像鈦這樣的高階且昂貴的飛機制造材料上時,這種方法更具吸引力。

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