3D打印或增材制造技術(shù)自使用以來備受關(guān)注纺讲，并逐步應(yīng)用于航空部件。目前，金屬部件打印技術(shù)的步伐正在加快立漏，霍尼韋爾公司已經(jīng)開始采用3D打印技術(shù)制造APU金屬部件，并且還在積極探索新部件的應(yīng)用硅枷，其他未涉足零部件打印制造的航空企業(yè)也希望盡早進入該市場旱婚。

飛機內(nèi)飾聚合物零件采用3D打印或增材制造已有幾十年的歷史。但由金屬制造的飛機零件通常被認為對飛機安全至關(guān)重要太迈，而且金屬本身性能獨特针执，想利用3D打印技術(shù)或增材制造技術(shù)制造金屬零件并非易事，因此推進金屬零件的3D打印需要較長的時間围辙。

但是我碟，目前金屬打印技術(shù)的發(fā)展步伐正在加快放案，如發(fā)動機OEM已經(jīng)開始嘗試將其擴展到各種對性能和重量都有嚴格要求的發(fā)動機部件和結(jié)構(gòu)的制造中。同時矫俺，OEM也在多樣化利用3D技術(shù)吱殉。金屬粉末以及絲材都在使用，且正在開發(fā)用于金屬材料打印的不同技術(shù)厘托。

3D打印技術(shù)的兩個明顯優(yōu)勢是可以減少浪費和適合于小批量快速生產(chǎn)友雳。減少浪費意味著可以降低部件生產(chǎn)成本，而小批量生產(chǎn)可以加快部件進入市場的速度铅匹，減少對大量庫存的需求押赊。但是，3D打印的真正潛力在于能夠重新設(shè)計整個系統(tǒng)和部件包斑，以實現(xiàn)精準構(gòu)型和功能需求流礁，而不是簡單地通過設(shè)計零件或零件集合來簡化傳統(tǒng)制造方法。而且這種潛力在開發(fā)新型發(fā)動機和飛機時罗丰，體現(xiàn)得更加淋漓盡致神帅。因此，從這一角度來看腊囤，未來還會有越來越多零件采用增材制造生產(chǎn)几菲。目前部分OEM已開始涉足這一領(lǐng)域，部分原因是它們有小批量生產(chǎn)的實際需求赠搓，另一方面它們也在為未來航空航天增材制造業(yè)積累經(jīng)驗购畴。

霍尼韋爾公司已經(jīng)開始采用3D打印技術(shù)制造輔助動力裝置（APU）金屬部件。而且验沮，應(yīng)用增材制造技術(shù)制造的零件正在逐漸增多铣才。霍尼韋爾采用3D打印金屬零件的一個原因可能是傳統(tǒng)制造不能及時生產(chǎn)牡增。另一個原因是如果傳統(tǒng)供應(yīng)商退出或不再與公司合作旱樊，霍尼韋爾可能會自行打印零件；如果供應(yīng)商不能滿足質(zhì)量標準柑耙，霍尼韋爾也可能會選擇自己打印零部件述茂。

霍尼韋爾認為，使用3D打印技術(shù)制造發(fā)動機和輔助動力裝置零件的基本區(qū)別在于尺寸和功率不同雷鸟。此外雇寇，兩者都是渦輪機，并且具有相同的組成部分蚌铜，包括壓氣機锨侯、燃燒室、高壓和低壓渦輪機及排氣系統(tǒng)冬殃。因此囚痴，打印APU部件也是霍尼韋爾的重中之重叁怪。

霍尼韋爾打印的第一個零件是APU的防濺板，于2015年12月18日交付客戶深滚。防濺板是一個非常簡單的部件奕谭，霍尼韋爾選擇采用3D打印技術(shù)制造，是因為霍尼韋爾明白通過其自己的質(zhì)量控制體系能夠滿足打印痴荐、工程認證要求血柳，并被FAA和客戶接受。

目前蹬昌，霍尼韋爾正在打印APU的導管和油管混驰。選擇這些部件主要有四個原因：OEM與供應(yīng)商合作困難攀隔、打印可能會縮短交貨時間皂贩、打印可能會提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及打印可能會降低零件制造成本嚎区。在打印這些零件的過程中拘挡，霍尼韋爾正在使用兩種3D技術(shù)。大部分部件打印使用的是激光粉末床熔化成型技術(shù)蝶桑，也稱為直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）掌社。較小部分部件打印使用的是電子束熔融（EBM），也被稱為電子束粉末床熔合窄切。同時簇茉，OEM也在研究粘合劑噴射和直接能量沉積（DED）。

同時炫胡，霍尼韋爾正在評估APU的所有非旋轉(zhuǎn)部件哈寂，將他們作為增材制造的備選對象，包括壓氣機和渦輪機匣狗城、支架佑茴、安裝件、管類蚊楞、葉片和擴散器键闺。除了輔助動力裝置之外，霍尼韋爾還在研究發(fā)動機部件的增材制造澈驼。并且辛燥，一些非APU部件已經(jīng)獲得了應(yīng)用認證。此外缝其，一些機械部件項目將于今年獲得認證生產(chǎn)挎塌。

相反，一家規(guī)模較小且成立不久的公司Norsk Titanium選擇了一種完全不同的增材制造方法氏淑。該公司擁有140名員工勃蜘，正在通過DED方法加工鈦絲硕噩，每月為10架波音787生產(chǎn)長達12英寸的鈦金屬配件。

該公司表示缭贡，如GE發(fā)動機的燃料噴嘴等尺寸小的復雜零件最好采用粉末床熔化技術(shù)進行打印炉擅。大型的鈦結(jié)構(gòu)件使用絲材熔融沉積（wire-fed technology）效果更好。該公司在一項稱為快速等離子沉積的專利工藝中使用氬氣炬阳惹，零件初始重約1磅谍失。Norsk機器打印的速度要以每小時千克計，而不是盎司琢播，這是粉末床熔化技術(shù)的特點铝比。

絲材熔融沉積技術(shù)只能生產(chǎn)出近凈成形零件，之后必須加工掉多余的金屬茄颈，但該方法相比其他加工方法仍然非城钔玻快速和經(jīng)濟。與切割鈦金屬相比去柿，其優(yōu)勢在于大幅降低了昂貴鈦金屬的BTF比率（指制造一個零部件所需的材料量與最終零部件中所含材料量的比率）弦撤。通常，切割鈦結(jié)構(gòu)部件的BTF為15：1幅裳。Norsk Titanium絲材熔融沉積技術(shù)的BTF僅約為3：1鼠基，即制造2kg的零件可以節(jié)省24kg的鈦。

由于使用的是鈦絲铆寓，Norsk Titanium不用承擔金屬粉末的昂貴費用假怔，該做法減少或抵消了BTF收益。該公司承認陵蜻，鈦絲的成本高于鈦塊怕收，但是不多。Norsk Titanium使用的是標準Ti64鈦卷座咆，而且按照其要求的捻度和清潔度規(guī)格生產(chǎn)的痢艺。

Norsk Titanium用了10年時間開發(fā)了第四代非真空打印機，它可以干凈介陶、安靜堤舒、快速地打印零件，這對于零件取證非常重要哺呜。該打印機每秒測量600個參數(shù)舌缤，可以確保控制所有印刷部件中的熔池和結(jié)構(gòu)均勻某残。該公司指出国撵，其在挪威安置的3臺打印機和在紐約安置的9臺打印機可以保證同時生產(chǎn)同樣的零件。該打印機歷時10個月獲得FAA認證，并成為了波音公司的供應(yīng)商介牙。

目前壮虫，Norsk Titanium的打印機可打印的最大尺寸為900毫米×600毫米×300毫米（35英寸×24英寸×12英寸）。該公司正決定將其下一代打印機瞄準更大的零件或更復雜的零件环础。當然囚似，其目標供應(yīng)對象是大量使用鈦部件的新型波音787、空客A350和龐巴迪C系列飛機岗翔。

Norsk Titanium正在生產(chǎn)數(shù)百種不同形狀和尺寸的測試零件幌蹈，以向監(jiān)管機構(gòu)和OEM展示其3D打印方法適用于更多零件。一旦證明其打印過程的能力和穩(wěn)定性蹲鱼，個別部件的認證就會變得更加容易转迷，且認證時間會更短。該公司現(xiàn)在可以借助仿真軟件完成一些認證任務(wù)哲耐。

可用于打印的最好的零件應(yīng)具有明顯的尺寸維度乞易。事實上，Norsk Titanium也提前做了大量的工作践拐，例如铁蒋，Norsk Titanium已經(jīng)與美國勢必銳航空系統(tǒng)公司(Spirit AeroSystems)建立了合作關(guān)系（勢必銳航空系統(tǒng)公司生產(chǎn)數(shù)以千計的鈦合金零件）。勢必銳航空系統(tǒng)公司期望這些零件中至少有30％可以利用Norsk Titanium快速沉積工藝進行生產(chǎn)鹿逞。

尚未涉足零部件打印制造的大型航空企業(yè)正急于進入該市場。伊頓宇航集團（Eaton’s Aerospace Group）正積極投資于增材制造業(yè)俐逛，其中航空增材制造業(yè)務(wù)總監(jiān)Mike York率領(lǐng)了一個業(yè)務(wù)部門專門負責具體的增材制造技術(shù)應(yīng)用乙淡。伊頓宇航集團在密歇根州南菲爾德市擁有一個卓越中心，用于開發(fā)聚合物和金屬增材制造桑嘶。該中心正在試行開發(fā)炊汹，并將提供小批量零件生產(chǎn)。此外逃顶，該中心正在開發(fā)適用于自身高溫聚合物材料的增材制造技術(shù)讨便。未來伊頓宇航集團還計劃將金屬材料的3D打印技術(shù)推向市場。在印度西部的普納以政，一個更大的伊頓團隊正在研究增材工藝和產(chǎn)品的模擬霸褒。

伊頓宇航集團主要對DMLS、EB盈蛮、DED和冷噴涂技術(shù)感興趣废菱。對于聚合物，專注于直接激光燒結(jié)和熔融沉積建模抖誉，同時還探索其他工藝殊轴。該公司希望提前布局這一市場，獲得速度、成本旁理、性能方面的各種制造優(yōu)勢验恕。該公司已確定將排氣管、閥門个宾、過濾組件和其他產(chǎn)品作為金屬增材制造的候選產(chǎn)品虑涣。對于聚合物，其研究包括用增材聚合物替換一些鋁部件以節(jié)省成本并減輕重量舰范。

決定增材制造零件適用性的關(guān)鍵因素之一是該零件的復雜性坪逃。在傳統(tǒng)方法方法制造中，復雜性意味著會增加制造成本冤兄。但是使用增材制造咬钝，復雜性并不一定會增加成本。因此隨著增材工藝的改進沮汇，零件通過降低復雜程度以縮減成本的需求將逐漸減少哈堵。除了能夠節(jié)省成本，利用增材制造還可以實現(xiàn)更新的設(shè)計嬉咐，也就是說在減輕重量或減小尺寸或改善流體流動或壓力的同時還可以改善零件性能比荡。

伊頓宇航集團計劃在2019年底之前推出首款增材制造零件，但后續(xù)的增材制造產(chǎn)品還需等待一些時日绕睹。但伊頓公司認為嘱巾，未來5~10年后其產(chǎn)品中很大一部分將由增材制造完成。

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