空客申請新專利 有望最終3D打印出完整的飛機

《3D打印世界》訊/近日，法國飛機制造商空客公布了一項新申請的3D打印技術(shù)專利，他們宣稱，依賴這種專利技術(shù)，有望實現(xiàn)3D打印飛機部件的大規(guī)模制造，并最終打印出一架完整的飛機。在這個過程中，他們大量運用了材料相關(guān)知識，并考量了剛剛3D打印出來的對象在冷卻時的內(nèi)部應力變化。

最上面的圖顯示的是飛機落地時的狀態(tài)，下面兩張顯示的是飛機在飛行時的狀態(tài)。機艙的重量很大程度上決定了飛機是否能達到優(yōu)化的形狀。

在這個過程中，將會利用一種類似于選擇性激光燒結(jié)的技術(shù)同時熔化多種金屬粉末材料（如鈦和鋁）。首先，將金屬粉末沉積到一個貝殼狀結(jié)構(gòu)里，然后利用激光加熱這個結(jié)構(gòu)和金屬粉末，讓它們?nèi)劢Y(jié)在一起成為一個單獨的部件。接下來再進行冷卻，在冷卻過程中，因為貝殼結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部的金屬會以不同的速率膨脹或收縮，新熔入的打印層之間會產(chǎn)生內(nèi)部應力，從而促使整個部件向預定的方向彎曲。一旦這個部件完全固化，部件將擁有特定的結(jié)構(gòu)完整性，比使用傳統(tǒng)制造方法強度更高。
使用這種3D打印技術(shù)制造的飛機部件，像機身、機翼或車門將能夠承受極端環(huán)境的考驗而不必犧牲任何空氣動力特性，并且3D打印的部件將更輕，使用的材料更少，結(jié)構(gòu)也更穩(wěn)定。在這個過程中有意將應力引入進來，實際上增加了更多的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)支撐。比方說，飛機的貨艙底板可以設計得更加穩(wěn)定——這些區(qū)域往往承受了更多的重量，非常重要的一點是，在3D打印過程中，這個底板會被設計成一種更加穩(wěn)定的堅硬的形狀。

根據(jù)部件的幾何形狀設計的差異，在飛機登陸地面時，機翼會變直，在起飛過程中會變形。

這整個過程聽起來相當?shù)剡`反常識，但也不乏科學原理的支持。幾個世紀以來，這些技術(shù)被家具制造商用來加強他們的設計，它的概念是：當一個應力點被強制用來改變一個元件時，它也以同樣的方式在其他家具部件上施加壓力，比起將這些應力去除掉，這些利用了應力的家具部件更強、更穩(wěn)定，基本上克服了應力弱點。

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