美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）在2015年便要求工程標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)SAE成立技術(shù)委員會(huì)，制定航空航天材料標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)文件，以協(xié)助FAA進(jìn)行航空航天裝備增材制造零部件認(rèn)證，其中也包括質(zhì)量要求非常嚴(yán)格的商用飛機(jī)的認(rèn)證。

     SAE于2018年發(fā)布了首套行業(yè)增材制造材料與工藝標(biāo)準(zhǔn)，包括4項(xiàng)具體標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及基于粉末床的激光熔融（LPBF）增材制造技術(shù)。不過用于航空航天領(lǐng)域的3D打印技術(shù)，金屬方面除了LPBF選區(qū)激光熔化技術(shù)（俗稱鋪粉），DED定向能量沉積（俗稱送粉，送絲）技術(shù)也頗受到航空航天領(lǐng)域的歡迎。

       近日，增材制造公司Norsk Titanium和SAE推出了定向能量沉積（DED） 3D打印技術(shù)應(yīng)用的第一個(gè)規(guī)范。新規(guī)范確定了航空航天領(lǐng)域的用戶采購Norsk Titanium快速等離子沉積（RPD）預(yù)制件的最低要求。

增材制造行業(yè)向前一步的基石

     由SAE的增材制造委員會(huì)（AMS-AM）開發(fā)的規(guī)范主要基于Norsk Titanium RPD工藝的工藝和材料要求，這些要求已被許多OEM合作伙伴使用。官方SAE規(guī)范旨在推動(dòng)航空航天和其他工業(yè)行業(yè)更廣泛地使用金屬增材制造工藝。

   新規(guī)范通過確保流程一致性和質(zhì)量控制來支持監(jiān)管認(rèn)證流程，標(biāo)志著金屬增材制造行業(yè)向前邁出了重要一步。畢竟，標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為行業(yè)獲得持續(xù)增長(zhǎng)的基石，是增材制造工藝的工業(yè)化和獲得更廣泛采用的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

    所討論的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是AMS7004（關(guān)于Ti-6Al-4V應(yīng)力消除的等離子弧定向能量沉積增材制造的鈦合金預(yù)制件）和AMS7005（送絲等離子弧定向能量沉積增材制造工藝）。

       根據(jù)SAE國(guó)際航空航天標(biāo)準(zhǔn)總監(jiān)David Alexander，鑒于先進(jìn)材料和先進(jìn)制造是SAE國(guó)際的戰(zhàn)略重點(diǎn)領(lǐng)域，SAE將繼續(xù)支持航空航天業(yè)的增材制造技術(shù)的進(jìn)步和采用。

     除了提供重要的技術(shù)專業(yè)知識(shí)外，Norsk Titanium開發(fā)新規(guī)范方面發(fā)揮了積極作用，這些新的材料和工藝規(guī)范有助于滿足監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求。SAE的增材制造AMS-AM委員會(huì)于2015年成立，旨在開發(fā)金屬和塑料3D打印流程中的規(guī)范。該委員會(huì)匯集了來自全球各地500多名航空航天子行業(yè)的參與者，包括飛機(jī)，航天器和發(fā)動(dòng)機(jī)原始設(shè)備制造商，材料供應(yīng)商，運(yùn)營(yíng)商，設(shè)備/系統(tǒng)供應(yīng)商，服務(wù)提供商，監(jiān)管機(jī)構(gòu)和國(guó)防機(jī)構(gòu)。

Review

       Norsk Titanium 通過其專利的快速等離子體沉積（RPD?）工藝在航空航天制造業(yè)中迅速占據(jù)一席之地，將鈦絲通過等離子熔化過程加工成結(jié)構(gòu)件和其他復(fù)雜部件，這一技術(shù)不斷得獲得市場(chǎng)的認(rèn)可。

     快速等離子體沉積（RPD?）技術(shù)加工的零件是近凈形的，后期的精加工由CNC機(jī)床加工中心完成。對(duì)于完成后期加工任務(wù)的機(jī)床來說，更少的材料去除需求也意味著更少的刀具、更少的冷卻液消耗，更快的加工時(shí)間，以及更快的設(shè)備投資回收周期。根據(jù)，Norsk Titanium，當(dāng)生產(chǎn)達(dá)到22公噸的航空航天級(jí)部件的時(shí)候，平均下來可節(jié)省75％的鍛壓時(shí)間和成本。

     Norsk Titanium的制造技術(shù)通過了FAA認(rèn)證，是波音公司的一級(jí)供應(yīng)商。Norsk Titanium的快速等離子沉積?技術(shù)被應(yīng)用到波音的787 Dreamliner飛機(jī)上，據(jù)稱Norsk Titanium的快速等離子沉積?技術(shù)可以將零件成本降低30％，并且降低能耗，減少材料的浪費(fèi)，縮短生產(chǎn)周期。

    不僅僅是波音公司，空客的Premium Aerotec工廠通過Norsk Titanium的快速等離子沉積?技術(shù)進(jìn)行A350 XWB飛機(jī)上的鈦合金零件的生產(chǎn)，以及紐約州投資1.25億美元，通過十幾臺(tái)Norsk Titanium生產(chǎn)航空航天零件。

     除了大型航空航天業(yè)制造商，航空航天零件供應(yīng)商Spirit AeroSystems與Norsk Titanium達(dá)成合作伙伴關(guān)系。Spirit AeroSystems的核心產(chǎn)品包括機(jī)身、塔架、機(jī)艙和機(jī)翼部件，Spirit AeroSystems生產(chǎn)了成千上萬的鈦零件，預(yù)計(jì)至少有30％的零件可以通過Norsk Titanium的快速等離子沉積?技術(shù)來制造。

       2017年Norsk Titanium成功通過測(cè)試成為Thales Alenia Space產(chǎn)品線中增材制造結(jié)構(gòu)部件的領(lǐng)先供應(yīng)商。采用快速等離子體沉積（RPD?）技術(shù)可使Thales Alenia Space提高運(yùn)營(yíng)績(jī)效，并將交貨期縮短6個(gè)月。