商用飛機、直升機、微渦輪3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域厚積薄發(fā)的賽峰…

3D打印的LEAP發(fā)動機潤滑裝置。來源：賽峰航天推進器公司

增材思維驅(qū)動零件革新

      賽峰航天推進器公司 (Safran Aero Boosters)3D打印的LEAP發(fā)動機潤滑裝置已獲得EASA1和FAA2適航當(dāng)局的認(rèn)證。發(fā)動機潤滑裝置先前是在鑄造廠生產(chǎn)的，賽峰航天推進器公司的研究和技術(shù)團隊開發(fā)了一種新設(shè)計的潤滑裝置外殼，其設(shè)計針對增材制造進行了優(yōu)化。這項研究是2015年底啟動的，在不到一年半的時間內(nèi)，進行設(shè)計的迭代，最終確認(rèn)了進行認(rèn)證和技術(shù)成熟度測試的產(chǎn)品。

        由于LEAP?潤滑裝置是經(jīng)過適航認(rèn)證的部件，因此賽峰航天推進器公司必須使用相同的鋁合金來通過增材制造技術(shù)生產(chǎn)新設(shè)計的零件，并保留相同的界面和功能。賽峰航天推進器公司選擇的3D打印工藝是粉末床選區(qū)激光熔化技術(shù)，通過3D打印的完整的潤滑裝置在測試過程中被安裝在LEAP-1A發(fā)動機上，測試結(jié)果證明滿足TRL 6技術(shù)成熟度。

金屬3D打印最初被用到航天航天領(lǐng)域是用來快速原型制造，經(jīng)過多年的技術(shù)積淀，增材制造正在成為一種工業(yè)制造方法。賽峰航天推進器公司打算利用3D打印無可否認(rèn)的優(yōu)勢，開發(fā)出一系列通過傳統(tǒng)生產(chǎn)方法無法制造的新設(shè)計的特定零件。這臺潤滑裝置將被安裝在LEAP-1A系列發(fā)動機上，為空客A320neo提供動力。據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，從技術(shù)角度來看，這是賽峰向前邁出的重要一步，為賽峰的產(chǎn)品設(shè)計和制造打開了新的大門。賽峰航天推進器公司是全球各大發(fā)動機制造商的合作伙伴，致力于航空航天發(fā)動機組件（低壓壓氣機）、設(shè)備（飛機發(fā)動機潤滑件及航空推進器流量調(diào)節(jié)閥）及試車臺的設(shè)計、研發(fā)和生產(chǎn)。

       賽峰航天推進器公司的產(chǎn)品已裝備在市場上的大多數(shù)商用飛機，涵蓋所有推力級別，包括用于遠(yuǎn)程飛機（A340、B777、B777X、A380、B787、B747-8）的大型發(fā)動機、用于干線飛機（A320、B737和C919）的中型發(fā)動機、用于支線飛機（巴西航空工業(yè)公司E190、ARJ21）的小型發(fā)動機以及最近應(yīng)用于公務(wù)機市場（獎狀經(jīng)度、獵鷹5X和龐巴迪環(huán)球7000-8000公務(wù)機）的發(fā)動機。

Review

      不僅僅是賽峰旗下的賽峰航天推進器公司，賽峰集團在航空航天領(lǐng)域的3D打印應(yīng)用層面獲得了全面的進展。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，賽峰的3D打印金屬渦輪噴嘴2017年已獲得歐洲航空安全局(EASA)認(rèn)證。 由鎳基合金X制成的噴嘴是Leonardo AW189型直升機的輔助動力裝置(APU)的核心部件之一。3D打印噴嘴安裝在賽峰集團設(shè)計的eAPU60微型渦輪發(fā)動機上，以滿足推重比高和結(jié)構(gòu)緊湊的需求。

3D打印的APU輔助動力裝置。來源：賽峰

      賽峰通過3D打印能夠減少必須組裝的零件數(shù)量，甚至減輕它們的重量，有些部件的重量是傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的一半。此外，3D打印過程允許賽峰制作復(fù)雜形狀的某些單件組件，而不是加工多個零件并組裝它們。根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，這些3D打印部件將逐漸應(yīng)用到賽峰的引擎中，但首先這些零件必須獲得適航認(rèn)證。

3D打印的APU輔助動力裝置零件。來源：賽峰

        適航認(rèn)證方面，就在近日，EASA認(rèn)證了Safran Arrano 1A發(fā)動機，該為H160直升機提供動力。Arrano集成了最佳的航空發(fā)動機技術(shù)，結(jié)合了歐洲清潔天空計劃中開發(fā)的高效雙級離心壓縮機、新設(shè)計的入口可變導(dǎo)葉（IGV）、使用增材制造（3D打印）技術(shù)制造的燃料噴射器。通過提高發(fā)動機的熱效率，與其他在役發(fā)動機相比，這些部件有助于將燃油消耗降低15％。并且可以提高不同天氣狀態(tài)下和海拔高度下的發(fā)動機啟動性能，并有助于減少排放。

Safran Arrano 1A發(fā)動機。來源：賽峰

      此外，就在近日，基于Arrius直升機發(fā)動機，賽峰集團還推出了用于直升機的Add +發(fā)動機原型，其30％的部件采用增材制造（3D打?。┘夹g(shù)制造而成。這項開發(fā)工作始于2018年初，目前正在進行組裝，將在2020年秋天進行地面運行。

Add +發(fā)動機原型，超過30%的零件由3D打印完成。來源：賽峰

3D打印正在催生下一代飛機的設(shè)計與制造

       這個催生的過程中，雖然適航認(rèn)證是一大“門檻”，然而我們看到在“門檻”之外的應(yīng)用技術(shù)積累越來越多，這也意味著邁過“門檻”之后的加速跑時代正在到來。“3D打印的價值在于賦能制造業(yè)附加值創(chuàng)造”，3D打印附加值創(chuàng)造的能量正在獲得驗證。