中國(guó)商飛航研所背后的3D打印“特種兵”

隨著3D打印技術(shù)的普及應(yīng)用，在航空制造領(lǐng)域也有越來(lái)越多的研究。中國(guó)商飛上飛公司航空制造技術(shù)研究所(以下簡(jiǎn)稱“航研所”)就有一支這樣的隊(duì)伍，他們是增材制造領(lǐng)域的“特種兵”!

要自己掌握3D打印技術(shù)​

3D打印技術(shù)為民用航空工業(yè)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、快速設(shè)計(jì)驗(yàn)證、小批量零部件快速制造、快速客戶響應(yīng)等關(guān)鍵問(wèn)題帶來(lái)了一種全新的解決思路，是公司產(chǎn)品研制必須掌握的核心技術(shù)之一。目前，美國(guó)“美國(guó)制造”中心、歐盟“地平線2020”計(jì)劃和德國(guó)“高技術(shù)戰(zhàn)略2020”等都把3D打印技術(shù)作為重點(diǎn)研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，均有支持金屬高性能激光3D打印技術(shù)的專項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃。

“與傳統(tǒng)的去除材料成形思路不同，采用3D打印技術(shù)無(wú)需制造模具，零件數(shù)模更改后，3D打印機(jī)能夠很快做出調(diào)整和響應(yīng)�！�

——3D打印團(tuán)隊(duì)成員

在傳統(tǒng)飛機(jī)零件制造工藝上，金屬材料在成型前都需要相應(yīng)的模具，而無(wú)論是模具還是零件的設(shè)計(jì)加工都需要較長(zhǎng)的周期，并且零件機(jī)加工過(guò)程中，如有些鈦合金材料零件90%以上的材料都被去除，材料的利用率還不足10%，造成了極大的浪費(fèi)。

如今，在航空領(lǐng)域，無(wú)論是飛機(jī)制造商還是發(fā)動(dòng)機(jī)制造商都將3D打印技術(shù)作為重點(diǎn)攻關(guān)的關(guān)鍵領(lǐng)域​

“我們一定要掌握3D打印技術(shù)，這樣我們才能掌握核心�！�

——3D打印團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李昊​

邁出一小步，成功一大步​

3D打印團(tuán)隊(duì)成員一起研究打印件

“成功了，成功了!打印出來(lái)了�！笨粗鳦919大型客機(jī)零件以及試制件成功打印完成，團(tuán)隊(duì)成員們興奮地說(shuō)道。

去年6月上旬，航研所在經(jīng)歷了一年多的立項(xiàng)評(píng)審、招投標(biāo)、條件能力建設(shè)、安裝調(diào)試、培訓(xùn)后，完成了上飛公司首臺(tái)金屬激光3D打印機(jī)終驗(yàn)收。完成驗(yàn)收后，航研所配合制造工程部完成了C919大型客機(jī)應(yīng)急門導(dǎo)向槽零件試制工作。

C919大型客機(jī)應(yīng)急門導(dǎo)向槽零件

“這雖然是我們?cè)?D打印技術(shù)道路上邁出的一小步，卻是我們上飛公司在該技術(shù)領(lǐng)域走向成功的一大步。未來(lái)，3D打印技術(shù)在航空制造領(lǐng)域會(huì)得到更充分的應(yīng)用�！�

——航研所3D打印團(tuán)隊(duì)成員丁紅瑜

其實(shí)，早在2011年，航研所就積極組織人員跟蹤技術(shù)發(fā)展前沿，與發(fā)展規(guī)劃部、設(shè)備動(dòng)力部、物流中心、安全環(huán)保部、情報(bào)檔案館、培訓(xùn)中心等部門一起，廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外金屬激光3D打印機(jī)的性能、技術(shù)特點(diǎn)和用戶反饋情況。2015年航研所成立3D打印團(tuán)隊(duì)，并于當(dāng)年底成功申請(qǐng)上海市高技能人才實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

對(duì)于3D打印團(tuán)隊(duì)而言，首臺(tái)金屬激光3D打印設(shè)備的安裝只是一個(gè)起點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)在民機(jī)上的應(yīng)用，還需要進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)優(yōu)化、零件生產(chǎn)的全程監(jiān)控、適航認(rèn)證等諸多工作。

​科研之路無(wú)止境

3D打印團(tuán)隊(duì)成員們一起探討問(wèn)題

首次引進(jìn)金屬激光3D打印機(jī)，使用經(jīng)驗(yàn)缺乏，但整個(gè)團(tuán)隊(duì)還是充分利用公司各方資源，讓設(shè)備真正發(fā)揮作用。

去年九月下旬，3D打印團(tuán)隊(duì)接到工藝裝備中心請(qǐng)求劃線模板零件的打印需求，加工難度較大。“劃線模板形狀復(fù)雜，對(duì)輪廓的尺寸精度要求高，需要將多余部分一點(diǎn)一點(diǎn)去除掉，真可謂精雕細(xì)琢�！眻F(tuán)隊(duì)成員說(shuō)。根據(jù)制造需求，3D打印團(tuán)隊(duì)第一時(shí)間展開了技術(shù)討論和準(zhǔn)備工作，著手準(zhǔn)備打印加工。經(jīng)過(guò)3D打印設(shè)備21個(gè)小時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)，團(tuán)隊(duì)人員通宵守護(hù)，劃線模板零件成功打印完成。此外，通過(guò)合理安排，在打印劃線模板的同時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員還設(shè)計(jì)同爐打印了其他零件和試制件，一爐多件，設(shè)備和人員全方位保障高效生產(chǎn)。

劃線模板及縮比模型零件

“我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)，面對(duì)困難從不會(huì)輕言放棄。大家凝心聚力，攻堅(jiān)克難，科研之路無(wú)止境�！�

——團(tuán)隊(duì)成員初銘強(qiáng)

來(lái)源：中國(guó)商飛