【機床商務網欄目 新聞】3D打印是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術,該技術早在20世紀80年代中期由美國提出。而如今,3D打印技術正在慢慢融入我們的生活。特別是在制造行業,3D打印技術的影響正在日益凸顯。汽車、航空、醫療……科學家們也在積極的研究和探索3D打印技術,讓這項技術應用到更多的領域當中。
日前,俄羅斯FPI(高級研究基金會)和WIAM(聯邦國家統一企業)兩家機構首次對其3D打印MGTD-20燃氣渦輪發動機進行了飛行測試,測試結果證明,使用SLS生產技術的發動機是可靠有效的,可以實現投放量產。
FPI和WIAM于2015年11月成立的合資企業,旨在開發用于3D打印飛機和火箭發動機的“新一代材料”。在該項目框架內,政府支持的小組已部署了SLS生產技術的3D打印設備,以制造原型MGTD-20燃氣渦輪發動機。3D打印出來的渦輪機使用了可適應更高沖擊力的定制設計金屬粉末,以實現更高的金屬強度,比現有材料生產的渦輪機強20%。并且發動機的制造速度比傳統方法快了20倍,制造成本降低了一半。
發動機的測試,是在由俄羅斯安全公司設計的一款無人機上進行,飛機本身重達40kg(包括10kg電動機),成功起飛并利用20kg的推力提升到170米的高海拔。完成試飛以后,無人機降落并恢復原狀,發動機沒有收到任何損壞,終通過了實地測試。在評估MGTD-20性能之后,兩家公司正在測試該系列其他款小型燃氣渦輪發動機,目標是在2022年投入量產。

在航空航天制造領域,一般都會使用價格昂貴的戰略材料,比如像鈦合金、鎳基高溫合金等難加工的金屬材料。傳統制造方法對材料的使用率很低,一般不會大于10%,甚至僅為2%-5%。材料的極大浪費也就意味著機械加工的程序復雜,生產時間周期長,從而造成制造成本的增加。而金屬3D打印技術作為一種近凈成型技術,只需進行少量的后續處理即可投入使用,材料的使用率達到了60%,有時甚至是達到了90%以上。這不僅降低了制造成本,節約了原材料,更是符合國家提出的可持續發展戰略。因此,3D打印成為了航天航空公司解決部件生產效率的有效方法之一。航天公司則更為激進,傾向于使用全3D打印引擎將衛星發射到軌道上。而航空公司傾向于在現有引擎中加大3D打印零件的構成比例,像波音與GE合作制造的GE9X發動機就使用了300多種3D打印零件。由此看來,航空航天業都期望借助3D打印技術降低生產的二氧化碳排放、降低備件供應鏈的風險。
前幾天,機床商務網就剛剛報道過了Stratasys與AFS獲得AS9100D認證的消息,充分印證了3D技術的發展前景。未來,在3D技術的大規模生產和應用下,傳統產業的生產方式會被逐漸顛覆,我們也許會在接下來的10年中,看到越來越多由3D技術制造的產品,出現在我們的生活當中。
(原標題:俄羅斯3D打印引擎,更高制造效率)
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