巴黎航展， 增材制造在航空航天供應(yīng)鏈中的發(fā)展應(yīng)用

來(lái)源：BSI英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)

大多數(shù)人現(xiàn)在普遍意識(shí)到增材制造帶來(lái)的可能性。在過(guò)去的幾年里，這項(xiàng)技術(shù)獲得了更多的主流意識(shí)的認(rèn)可，大多數(shù)制造業(yè)正在采用增材制造先進(jìn)制造技術(shù)。航空航天也不例外，未來(lái)幾年，增材制造技術(shù)將改變制造流程和供應(yīng)鏈。

增材制造：建立在基石上

Mark Summers

航空航天技術(shù)研究所(ATI)的制造、材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)主管

概述了增材制造如何在航空航天供應(yīng)鏈中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用：

與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法相比，增材制造給航空航天制造商帶來(lái)了幾大好處。與減材制造不同，沒有浪費(fèi)材料或工具安裝時(shí)間。它通過(guò)大幅度提高原材和成材比（用于生產(chǎn)部件的原材料質(zhì)量和最終成品質(zhì)量之間的關(guān)系）提供了節(jié)約成本和減輕重量的機(jī)會(huì)。

更輕的部件現(xiàn)在可以通過(guò)增材制造獲得。這使得飛機(jī)更輕，有助于持續(xù)努力實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，如歐洲航空研究咨詢委員會(huì)(ACARE)制定的目標(biāo)。此外，增材制造技術(shù)允許通過(guò)額外的技術(shù)，如傳感器，嵌入組件，給設(shè)計(jì)者提供一系列新的配置可能性。該工藝還減少了傳統(tǒng)鑄造或鍛造部件的長(zhǎng)交付周期造成的生產(chǎn)延遲。

ATI成立于2013年，旨在定義英國(guó)的航空航天技術(shù)戰(zhàn)略。該計(jì)劃得到了英國(guó)政府和業(yè)界的一項(xiàng)聯(lián)合承諾的支持，即到2026年在航空研究和開發(fā)方面投資39億英鎊。ATI一直致力于確定如何將增材制造技術(shù)應(yīng)用于安全關(guān)鍵部件上。為研制網(wǎng)狀航空部件制造用鈦粉，建立了一項(xiàng)協(xié)同研究項(xiàng)目(TIPOW)。

主要飛機(jī)制造商一直在內(nèi)部或通過(guò)戰(zhàn)略收購(gòu)發(fā)展增材制造能力，航空航天供應(yīng)鏈中的許多公司都在大力投資這項(xiàng)技術(shù)，盡管它們因需要如Nadcap等主要承包商合作社的認(rèn)證而受到一定的阻礙。

就該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)和進(jìn)一步研究工作而言，主要集中在新興增材制造粉末機(jī)械平臺(tái)的材料規(guī)格和資格認(rèn)證，這些平臺(tái)本身也在增長(zhǎng)，能夠生產(chǎn)更大的部件。

此外，數(shù)碼雙晶片的概念也正在探討中，藉由高性能計(jì)算和模擬端到端過(guò)程，藉由一個(gè)具有真實(shí)世界所有特性的元件的虛擬模型，進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，以確保第一次就能得到正確的結(jié)果。其他模擬也可以用來(lái)預(yù)測(cè)長(zhǎng)期的維護(hù)和維修需求。

ASTM國(guó)際維護(hù)與增材制造相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，特別是與機(jī)器和工藝分類相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)界還就增材制造材料的標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)成了一致，圍繞鋁、鈦和鎳合金材料開展了大量工作。

展望未來(lái)，隨著數(shù)字制造和工業(yè)4.0趨勢(shì)的興起，需要制定一些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制和降低變數(shù)，尤其是在分布式制造場(chǎng)景中。變數(shù)降低是增材制造的一個(gè)問(wèn)題，人們普遍認(rèn)為提高產(chǎn)量將有助于解決這一挑戰(zhàn)。適當(dāng)?shù)娜�球�?biāo)準(zhǔn)將支持在當(dāng)?shù)貜V泛生產(chǎn)替換零件，再次節(jié)省時(shí)間和成本。

增材制造轉(zhuǎn)型的潛力令人振奮。大的近凈形部件已經(jīng)取代了鍛造的需要，而且只會(huì)在規(guī)模和范圍上增長(zhǎng)。上述提高效率的舉措只是冰山一角，未來(lái)5年，航空供應(yīng)鏈很可能會(huì)大不相同。