3D打印飛機(jī)零部件獲航空認(rèn)證，ST Engineering與EOS開發(fā)多種工藝應(yīng)用方案

ST Engineering公司的航空航天部門一直在構(gòu)建虛擬庫(kù)存，提升客戶的航空運(yùn)營(yíng)效率，其中包括易損飛機(jī)部件的解決方案。 按需3D打印有助于減少浪費(fèi)，減少固定庫(kù)存。此外，通過(guò)指定的數(shù)字文件、合格的3D打印機(jī)和工藝，可以生產(chǎn)出符合認(rèn)證的零件。在飛機(jī)場(chǎng)周邊就近生產(chǎn)，大大減少了與運(yùn)輸有關(guān)的碳排放，并提高成本效率。

增材制造（AM）是未來(lái)的發(fā)展方向，ST Engineering公司與技術(shù)合作伙伴和航空公司客戶合作，開發(fā)多種增材制造解決方案。ST Engineering分享了他們作為領(lǐng)先的增材制造解決方案供應(yīng)商，如何成功地?cái)U(kuò)大和深化自己的能力。

挑戰(zhàn)

早在2018年，ST Engineering公司已經(jīng)準(zhǔn)備提高增材制造生產(chǎn)力，涵蓋Filament Layer Manufacturing (FLM) 技術(shù)、Laser Powder Bed (LPB)技術(shù)、Selective Laser Sintering (SLS)和Direct Metal Laser Solidification (DMLS)技術(shù)，為客戶提供更廣泛的增材制造服務(wù)。

最初，ST Engineering公司只有歐洲聯(lián)合航空安全局(EASA)對(duì)FLM技術(shù)的兩項(xiàng)批準(zhǔn)：Design Organization Approval(DOA) 和Production Organization Approval (POA)。對(duì)于LPB技術(shù)，計(jì)劃建立內(nèi)部管理能力系統(tǒng)、材料的合格性進(jìn)程，這又將開拓更多的應(yīng)用空間，3D打印飛機(jī)零部件。

首次使用LPB （粉末床燒結(jié)3D打�。┰霾闹圃旒夹g(shù)，ST Engineering公司決定與專注于LPB增材制造系統(tǒng)的行業(yè)先驅(qū)者EOS合作，以快速應(yīng)用SLS工藝和DMLS工藝，減少探索嘗試的時(shí)間，使用現(xiàn)有的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

作為一個(gè)值得信賴的合作伙伴，EOS提供了強(qiáng)大的支持和健全的系統(tǒng)，提供良好的案例研究，設(shè)備工藝保持較高的穩(wěn)定性和可靠性。



△ST Engineering公司已交付了各種增材制造的零件和設(shè)備支架，來(lái)源：ST Engineering公司

解決方案

到2018年底，ST Engineering和EOS的咨詢部門(增材思維)建立了增材制造能力培訓(xùn)流程方案，包括定制培訓(xùn)和咨詢，目標(biāo)是讓參會(huì)者對(duì)掌握相關(guān)知識(shí)：零件篩選和選擇，面向增材制造的設(shè)計(jì)，業(yè)務(wù)案例分析和增材制造工藝質(zhì)量要求的關(guān)鍵介紹。

能力培訓(xùn)之后，ST Engineering選擇了客艙內(nèi)部不影響飛行安全的組件，作為改裝案例開始他們對(duì)SLS和DMLS技術(shù)的使用。

ST Engineering決定使用以下工藝和材料來(lái)制造選好的零件。對(duì)于金屬件，使用EOS M 290系統(tǒng)和EOS 鋁合金AlSi10Mg材料。對(duì)于聚合物零件，使用EOS P 396系統(tǒng)和EOS PA2241FR（一種阻燃聚酰胺-12(尼龍)）。

對(duì)內(nèi)部團(tuán)隊(duì)進(jìn)行培訓(xùn)后，ST Engineering 建立了用于SLS和DMLS系統(tǒng)的專有工作流程和方案。包括增材制造的設(shè)計(jì)，完整的打印過(guò)程控制從粉末管理、打印執(zhí)行、檢查和繼續(xù)打印業(yè)務(wù)到后處理，直到成品的增材制造部件就緒，準(zhǔn)備安裝到飛機(jī)上。通過(guò)完全載荷試驗(yàn)，打印的部件性能得到驗(yàn)證，結(jié)果符合預(yù)期。


結(jié)果

在從2018年到2020年不到兩年的時(shí)間內(nèi)，ST Engineering 成功建立和實(shí)施了自己的專有LPB 3D打印工作流程和工藝，并成功地獲得認(rèn)證：

• EASA：使用SLS 和DMLS 技術(shù)打印零件的補(bǔ)充類型認(rèn)證（STC），在FLM的基礎(chǔ)上，對(duì)SLS和DMLS進(jìn)行了DOA和POA認(rèn)證。

• FAA：機(jī)艙零件制造商的批準(zhǔn)（PMA）（即將進(jìn)入最后階段）。

• CAAS：使用FLM、SLS、DMLS技術(shù)增材制造零件的DOA和POA（接近最后階段） 。

增材制造的使用，讓零件的生產(chǎn)周期更短，同時(shí)對(duì)于高成本、小批量的備件提供優(yōu)秀的替代解決方案。 ST Engineering豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，加上完整的認(rèn)證體系，意味著他們可以滿足航空的嚴(yán)格要求，獲得批準(zhǔn)在飛機(jī)上安裝新的增材制造零件。

憑借擴(kuò)展的功能，ST Engineering正在著手定制增材制造設(shè)計(jì)項(xiàng)目，不僅可以幫助客戶翻新他們的商業(yè)和軍事飛機(jī)，還可以改善零件性能和訂單交貨時(shí)間。

ST Engineering AM開發(fā)中心主任Zheng Guoying博士表示：“從設(shè)計(jì)到安裝并不容易，通過(guò)和合作伙伴EOS一起開發(fā)專有的工作流程，ST Engineering可以快速有效地將增材制造的好處帶到航空制造業(yè)�！�


編譯自：ST Engineering