商用飛機(jī)、直升機(jī)、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(dòng)機(jī)潤(rùn)滑裝置。來源：賽峰航天推進(jìn)器公司

增材思維驅(qū)動(dòng)零件革新

      賽峰航天推進(jìn)器公司 (Safran Aero Boosters)3D打印的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑裝置已獲得EASA1和FAA2適航當(dāng)局的認(rèn)證。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑裝置先前是在鑄造廠生產(chǎn)的，賽峰航天推進(jìn)器公司的研究和技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑裝置外殼，其設(shè)計(jì)針對(duì)增材制造進(jìn)行了優(yōu)化。這項(xiàng)研究是2015年底啟動(dòng)的，在不到一年半的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行設(shè)計(jì)的迭代，最終確認(rèn)了進(jìn)行認(rèn)證和技術(shù)成熟度測(cè)試的產(chǎn)品。

        由于LEAP?潤(rùn)滑裝置是經(jīng)過適航認(rèn)證的部件，因此賽峰航天推進(jìn)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(jì)的零件，并保留相同的界面和功能。賽峰航天推進(jìn)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(rùn)滑裝置在測(cè)試過程中被安裝在LEAP-1A發(fā)動(dòng)機(jī)上，測(cè)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(jìn)器公司打算利用3D打印無(wú)可否認(rèn)的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出一系列通過傳統(tǒng)生產(chǎn)方法無(wú)法制造的新設(shè)計(jì)的特定零件。這臺(tái)潤(rùn)滑裝置將被安裝在LEAP-1A系列發(fā)動(dòng)機(jī)上，為空客A320neo提供動(dòng)力。據(jù)中國(guó)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(jì)和制造打開了新的大門。賽峰航天推進(jìn)器公司是全球各大發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的合作伙伴，致力于航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)組件（低壓壓氣機(jī)）、設(shè)備（飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑件及航空推進(jìn)器流量調(diào)節(jié)閥）及試車臺(tái)的設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)。

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

Review

      不僅僅是賽峰旗下的賽峰航天推進(jìn)器公司，賽峰集團(tuán)在航空航天領(lǐng)域的3D打印應(yīng)用層面獲得了全面的進(jìn)展。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)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(jī)的輔助動(dòng)力裝置(APU)的核心部件之一。3D打印噴嘴安裝在賽峰集團(tuán)設(shè)計(jì)的eAPU60微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(dòng)機(jī)，該為H160直升機(jī)提供動(dòng)力。Arrano集成了最佳的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，結(jié)合了歐洲清潔天空計(jì)劃中開發(fā)的高效雙級(jí)離心壓縮機(jī)、新設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)的熱效率，與其他在役發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能，并有助于減少排放。

Safran Arrano 1A發(fā)動(dòng)機(jī)。來源：賽峰

      此外，就在近日，基于Arrius直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，賽峰集團(tuán)還推出了用于直升機(jī)的Add +發(fā)動(dòng)機(jī)原型，其30％的部件采用增材制造（3D打印）技術(shù)制造而成。這項(xiàng)開發(fā)工作始于2018年初，目前正在進(jìn)行組裝，將在2020年秋天進(jìn)行地面運(yùn)行。

Add +發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)的設(shè)計(jì)與制造

       這個(gè)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(shí)代正在到來。“3D打印的價(jià)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(yàn)證。