英國(guó)皇家空軍正評(píng)估3D打印金屬零件在航空航天領(lǐng)域的潛力

2023年7月19日，南極熊獲悉，英國(guó)皇家空軍（RAF）正在對(duì)金屬3D打印制造的航空航天部件質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，這是英國(guó)國(guó)防部（MOD）“沃霍爾計(jì)劃”的一部分。沃霍爾項(xiàng)目由英國(guó)皇家空軍快速能力辦公室（RCO）和英國(guó)國(guó)防創(chuàng)新基金資助，雖然該計(jì)劃于2022年10月正式公開(kāi)，但實(shí)際上該計(jì)劃在2020年就已經(jīng)開(kāi)始了。

△英國(guó)皇家空軍為《航空周刊》提供的金屬3D打印樣件

Warhol項(xiàng)目是英國(guó)皇家空軍第71檢查與維修中隊(duì)(RAF 71 Squadron Inspection and Repair)與ASTRA項(xiàng)目（英國(guó)國(guó)防部打造“下一代英國(guó)皇家空軍”）的共同努力成果。根據(jù)《航空周刊》雜志的報(bào)道，Warhol項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從使用聚合物打印升級(jí)到在電子束 (e-beam) 3D打印平臺(tái)上使用鈦進(jìn)行打印，以及在粉末床熔融 (PBF) 機(jī)器上使用鋁進(jìn)行打印。

△Wayland Additive的Calibur3

為定制的飛機(jī)部件提供快速維修能力

在Warhol項(xiàng)目首次公開(kāi)時(shí)，英國(guó)皇家空軍指出，他們的第71檢查與維修中隊(duì)(RAF 71 Squadron Inspection and Repair)正在英國(guó)皇家空軍研發(fā)中心希爾達(dá)B休利特中心使用Wayland Additive的Calibur3電子束系統(tǒng)和雷尼紹的RenAM 500 PBF系統(tǒng)。

Warhol項(xiàng)目最初的目標(biāo)是為今年7月14日至16日，在英國(guó)格洛斯特郡軍事航空(RIAT)活動(dòng)中的空客Puma直升機(jī)展示準(zhǔn)備一塊空白板�？赡苡捎谀承┘夹g(shù)或時(shí)間上的原因，導(dǎo)致他們無(wú)法如期在RIAT上展示這塊空白板，但他們?nèi)詫?duì)項(xiàng)目的成功充滿信心，并期待著將來(lái)有機(jī)會(huì)向公眾展示他們?cè)?D打印制造方面的成果。

△雷尼紹RenAM 500金屬增材制造系統(tǒng)

英國(guó)皇家空軍首席技術(shù)員Mike Matthias在RIAT接受《航空周刊》采訪時(shí)評(píng)論道：“這不是為戰(zhàn)斗機(jī)主翼生產(chǎn)，而是在制造支持國(guó)防裝備的組件。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展快速發(fā)展……我們現(xiàn)在就需要進(jìn)行投資，以便為未來(lái)做好準(zhǔn)備�！�

在2022年10月首次公開(kāi)提及沃霍爾項(xiàng)目的英國(guó)皇家空軍新聞稿中，第71 (IR) 中隊(duì)指揮官Al Auchterlonie表示：“有一天，英國(guó)皇家空軍可以快速為定制的飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行修理。這項(xiàng)技術(shù)在支持和提供空中力量方面具有無(wú)限的可能性，該設(shè)施的啟用對(duì)于我們而言具有歷史性的意義�！�

關(guān)于該項(xiàng)目下一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)

Warhol項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在2024年3月之前對(duì)其早期涉足金屬增材制造的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，屆時(shí)將決定是否延長(zhǎng)該計(jì)劃。該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)在2025年3月之前提交最終的初步評(píng)估。

盡管英國(guó)政府在3D打印技術(shù)方面相對(duì)于中國(guó)和美國(guó)在政策上稍顯落后，但這并不一定是壞事，特別是在工業(yè)4.0的早期歷史階段。迄今為止，英國(guó)政府投入的公共資源相對(duì)較少，卻依然能夠在短時(shí)間內(nèi)取得相當(dāng)大的進(jìn)展，并且面臨較小的風(fēng)險(xiǎn)。此外，英國(guó)可以利用那些迄今為止投入最多資源的領(lǐng)先者所積累的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步降低新參與者的風(fēng)險(xiǎn)。

除了技術(shù)的發(fā)展，3D打印制造用例的前景也在不斷發(fā)展，從商業(yè)角度來(lái)看，這可能更為重要。例如，現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都更加清楚，哪些平臺(tái)、材料等在脫碳等用途中獲得了最大的推動(dòng)力。像英國(guó)這樣的國(guó)家通過(guò)等待并積極推進(jìn)，有足夠的機(jī)會(huì)跳到下一步，就像其它較早開(kāi)始全面追求工業(yè)4.0的國(guó)家所經(jīng)歷的共同軌跡一樣。

因此，在全球增材制造格局中，美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)等國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始確定自身定位，而像英國(guó)這樣的國(guó)家只要愿意行動(dòng)起來(lái)，時(shí)間上并不算晚。