BigRep 3D打印技術和碳纖維增強材料，為海軍直升機關鍵部件提供新解方案

2023年3月23日，南極熊獲悉，意大利國防承包商萊昂納多正在與英國工程公司SFM Technology和大幅面3D打印機制造商BigRep合作，利用3D打印技術為皇家海軍的AugustaWestland AW101直升機制造關鍵部件。

△用于AgustaWestland AW101的3D打印主旋翼槳葉約束支架

這項合作將采用BigRep的大型3D打印機，使用碳纖維增強的Hi-Temp CF材料打印關鍵部件，以提高生產(chǎn)效率和降低成本。該項目的成功將為意大利國防承包商提供更快速、更經(jīng)濟的制造解決方案，并展示3D打印技術在航空航天領域的應用前景。

3D打印直升機主旋翼槳葉約束支架

直升機在交通、旅游、執(zhí)法、軍事等眾多領域都有廣泛應用，而3D打印技術早已應用于其零部件的制造。通常，在船上儲存和運輸時，直升機需要將葉片折疊起來，使它們更加緊湊。為了穩(wěn)定主旋翼并防止其在風中拍打，需要使用主旋翼槳葉約束支架。然而，意大利國防承包商萊昂納多發(fā)現(xiàn)他們現(xiàn)有的約束支架已不符合所需的標準，因此他們向英國工程公司SFM Technology的航空零部件3D打印部門AeroAdditive尋求解決方案。

SFM Technology的AeroAdditive銷售主管Gary Wilson解釋說：“當直升機停放在船上時，其葉片需要向后折疊以節(jié)省空間。但是在海上，即使葉片已經(jīng)折疊，仍然會受到風的影響而拍打，因此需要使用葉片約束支架來限制其運動，以避免拍打現(xiàn)象的發(fā)生�！�

△AgustaWestland AW101萊昂納多直升機

經(jīng)過廣泛的壓力測試，SFM Technology發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)制造方法相比，采用3D打印技術制造的部件具有更好的性能，能夠提供輕量化、堅固的產(chǎn)品。該公司利用3D打印技術制造出新的主旋翼槳葉約束支架，其尺寸為900 x 230 x 160毫米，據(jù)稱是同類產(chǎn)品中第一個采用增材制造技術制造的。

△AgustaWestland AW101的主旋翼槳葉約束支架

使用BigRep Pro打印機和Hi-Temp CF材料

考慮到該項目所需的生產(chǎn)規(guī)模，SFM Technology選擇使用BigRep Pro 3D打印機。這款工業(yè)級3D打印機擁有1立方米的構建體積，可用于大規(guī)模生產(chǎn)零件，并非常適合SFM的最終用途零件的要求。Gary Wilson進一步解釋道：“我們選擇BigRep Pro是因為我們需要一款專業(yè)的3D打印機進行大規(guī)模生產(chǎn)，我們相信BigRep Pro可以勝任這一任務�！�

BigRep Pro提供自動打印床和擠出機校準功能，極大地提高了SFM Technology的生產(chǎn)速度和效率。例如，自1月份以來，已經(jīng)使用該機器打印了30個約束支架。它們60個上下結(jié)構的零部件組成，如果我們采用傳統(tǒng)的方式，我們只能完成大約四分之一的工作量。Gary Wilson表示：“使用3D打印技術，生產(chǎn)速度要快得多，因為我們不需要進行太多的調(diào)整，或者即使需要調(diào)整，也非常小而可以快速解決。”

△BigRep PRO 3D打印機

為了充分利用BigRep Pro打印機，SFM Technology正在使用BigRep的Hi-Temp CF碳纖維增強材料。該材料是一種高強度工程級連續(xù)纖維材料，具有115℃的高熱變形溫度和65 MPa的抗拉強度。由于使用這種非常堅硬和耐用的材料，約束支架被認為具有出色的抗外部壓力和磨損性能。Gary Wilson表示，SFM Technology進行了多項測試來確定最適合其預算的材料，并發(fā)現(xiàn)Hi-Temp材料具有“優(yōu)于其它BigRep材料的優(yōu)勢”。

在打印過程完成后，需要將支撐材料去除并對表面進行光滑處理。隨后，需要將襯套插入鉸鏈，并添加螺旋線圈插入件。根據(jù)客戶的規(guī)格進行噴漆后，將剩余的金屬部件與支架內(nèi)側(cè)的泡沫插件一起添加，以保護轉(zhuǎn)子葉片在安裝約束支架時不受損壞。

經(jīng)過使用3D打印的主旋翼槳葉約束支架的投入使用，SFM Technology現(xiàn)正在研究使用BigRep Pro進行批量生產(chǎn)。Gary Wilson表示：“3D打印技術已成為航空航天行業(yè)的常態(tài)，這只是時間問題。從最近的新聞來看，3D打印技術可能將被廣泛應用于軍事領域�！�