作為在3D打印領(lǐng)域發(fā)揮主導(dǎo)作用的制造商，波音公司不僅僅是推動3D打印技術(shù)與應(yīng)用端深度結(jié)合的踐行者，還對增材制造如何在制造價值鏈中發(fā)揮作用具備自己的關(guān)鍵洞察力小压。

與洛克希德·馬丁(Lockheed Martin)同為聯(lián)邦政府的兩大承包商壤靶，波音公司在2015年獲得了超過160億美元的訂單缚俏。在這些訂單的執(zhí)行過程中，3D打印正在扮演越來越重要的角色萍肆。2017年8月袍榆，波音宣布已經(jīng)組建了新的波音增材制造(BAM)業(yè)務(wù)單元，以簡化和加速增材制造在整個波音企業(yè)內(nèi)的應(yīng)用笆犀，這也意味著3D打印的重要性提到正式議程柜步。

一步一個腳印

在2003年，波音就通過美國空軍研究實驗室來驗證一個3D打印的金屬零件锉纹，這個零件是用于F-15戰(zhàn)斗機上的備品備件冲或。當(dāng)需要更換部件時，3D打印的作用顯現(xiàn)出來残宽，因為通過傳統(tǒng)加工的時間太長了腌棒，并且通過3D打印加工鈦合金，替代了原先的鋁鍛件父吧，而鈦合金的抗腐蝕疲勞更高隧蜀，反而更加滿足這個零部件所需要達到的性能。(腐蝕疲勞是在腐蝕介質(zhì)與循環(huán)應(yīng)力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生的秉唇。這種由于腐蝕介質(zhì)而引起的抗腐蝕疲勞性能的降低素矛，稱為腐蝕疲勞。)

波音企業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略總監(jiān)Leo Christodoulou漆勉，當(dāng)時這個零件是通過激光能量沉積的工藝加工金屬粉末來獲得的撒蟀，這種定向能量沉積(DED)的工藝被首次應(yīng)用到軍事飛機上。同時也打開了波音公司的3D打印應(yīng)用之路温鸽。近14年后保屯，波音公司現(xiàn)在已有超過50,000件3D打印的各種類型的飛機零件。

波音公司開始通過DED技術(shù)為其787夢幻客機生產(chǎn)結(jié)構(gòu)部件涤垫。通過Norsk Titanium的快速等離子沉積技術(shù)姑尺，在結(jié)構(gòu)件研發(fā)的過程中，雙方共同改進工藝，并進行了一系列嚴(yán)格的測試股缸，最終在2017年2月獲得了首個3D打印鈦合金結(jié)構(gòu)件的FAA認(rèn)證衡楞。

波音和Norsk Titanium最初的合作是自2016年開始的，當(dāng)初是試探性地合作敦姻，主要基于Norsk生產(chǎn)的零件是否能滿足波音的要求瘾境，然后是否符合聯(lián)邦航空管理局(FAA)的要求。Norsk Titanium先后滿足了這些嚴(yán)苛的條件镰惦，這些公司預(yù)計今年將獲得額外的FAA批準(zhǔn)的物料和制造流程迷守。

Norsk Titanium的快速等離子沉積技術(shù)屬于DED工藝，雖然與粉末床選擇性金屬熔化工藝不同的是娩伴，這種工藝并不適合加工十分復(fù)雜的幾何形狀脯纽，但是通過3D打印近凈形部件，然后再通過機加工將其加工到最終所需要的精度靠牙，可以縮短加工周期尽架，減少材料浪費并降低成本。

根據(jù)Christodoulou虎疗，有些技術(shù)比DED工藝提供更好的復(fù)雜性糜罢，但DED工藝卻提供了另外一種價值。尤其是加工例如鈦合金這種昂貴的材料榄缸，所節(jié)約的材料的價值是顯而易見的蛹吱。

波音選擇使用快速等離子沉積?3D打印技術(shù)進行鈦合金結(jié)構(gòu)件的近凈成形制造，該工藝了替代鍛造等傳統(tǒng)制造工藝涌疲。Norsk Titanium公司表示通過快速等離子沉積?技術(shù)3D打印鈦合金結(jié)構(gòu)件晨每，將最終為每架Dreamliner飛機節(jié)省200萬美元-300萬美元的成本。

根據(jù)Christodoulou的說法九昵，DED可能是波音公司為生產(chǎn)終端而首先采用的技術(shù)之一所脉，不過顯然3D打印是一系列不同的制造技術(shù)的組合，包括塑料的3D打印育韩，復(fù)合材料克蚂，金屬和陶瓷等不同材料的打印工藝，都各具特色座慰，并且為工藝鏈創(chuàng)造獨特的價值陨舱。

在波音公司的3D打印"工具箱"中翠拣，有一項技術(shù)是Stratasys的FDM技術(shù)版仔。Stratasys的Infintely build 3D打印系統(tǒng)是Stratasys推出的大尺寸塑料零部件3D打印設(shè)備，打印的零件高度達0.76米(30英寸)误墓，寬度達1米(40英寸)蛮粮，Infinite-Build系統(tǒng)能自動檢測出材料的剩余量，材料耗盡之后由機械臂自動更換材料罐，從而實現(xiàn)不間斷的無人操作然想。

打印大型的塑料零件還有BAAM技術(shù)莺奔，去年，波音和橡樹嶺國家實驗室(ORNL)贏得了吉尼斯世界紀(jì)錄变泄，他們合作3D打印了飛機機翼的夾具令哟，這個夾具用于固定777X復(fù)合翼面以進行鉆孔和加工。

不過雖然飛機零件制造商對嘗試一種新的技術(shù)保持開放的心態(tài)怔哮，但要進入到生產(chǎn)體系是需要經(jīng)過嚴(yán)格的驗證的瓜收，波音公司不僅僅使用新的3D打印技術(shù)，以創(chuàng)造出新穎性的零件鸡蒲。根據(jù)Christodoulou的說法箭雪，每個技術(shù)和零件都需要經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制過程。

“一些技術(shù)比其他技術(shù)更成熟束咙，所以它比其他技術(shù)更有可能滿足波音的要求濒秸，”根據(jù)Christodoulou，“波音有充分的開放心態(tài)來捕捉新技術(shù)的好處览止，但落實到生產(chǎn)領(lǐng)域的實施必須是基于使用穩(wěn)定的技術(shù)和反復(fù)驗證的可靠性邢垮。”

Christodoulou表示童盏，波音公司擁有非常嚴(yán)格的過程規(guī)范奕辖，以便在獲得一致的零件生產(chǎn)能力。一旦在多臺機器和全球各地的多個安裝中的過程中證明了穩(wěn)定性呛疫，波音就會開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫來記錄零件的產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)鲫肿。這使得波音公司能夠擁有使用特定過程制造的特定零件的全部數(shù)據(jù)。

這不僅適用于制造工藝與流程甫恩，而且對于材料也是如此逆济。最新的材料之一是波音公司正在試驗由Oxford Performance Materials(OPM)-牛津性能材料開發(fā)的一種激光燒結(jié)OXPEKK。波音公司將為波音船員太空運輸(CST)-100 Starliner航天器提供600多個零件磺箕。Starliner航天器最多可以攜帶七位乘客奖慌，也作為船員和貨物到達如國際空間站等低地軌道的交通工具。

與其他采用增材制造技術(shù)的航空航天公司不同松靡，波音公司并不完全依賴內(nèi)部生產(chǎn)简僧，Christodoulou指出，波音企圖在內(nèi)部工作和利用其供應(yīng)鏈之間取得平衡雕欺。

根據(jù)Christodoulou岛马，“65%的工作是由波音的供應(yīng)商在波音之外完成的。但是波音必須在內(nèi)部活動和供應(yīng)鏈之間取得平衡屠列。在很多情況下啦逆，波音的價值主張是與外部的供應(yīng)基地合作伞矩，利用他們的專長和資本投入。例如夏志，Norsk對其技術(shù)進行了大量資本投資乃坤，波音不一定要復(fù)制。而是寧愿和他們合作兰吁。波音重視并欣賞供應(yīng)商的貢獻驼吓。”

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