巴黎航展， 增材制造在航空航天供應鏈中的發(fā)展應用

來源：BSI英國標準協(xié)會

大多數(shù)人現(xiàn)在普遍意識到增材制造帶來的可能性。在過去的幾年里，這項技術獲得了更多的主流意識的認可，大多數(shù)制造業(yè)正在采用增材制造先進制造技術。航空航天也不例外，未來幾年，增材制造技術將改變制造流程和供應鏈。

增材制造：建立在基石上

Mark Summers

航空航天技術研究所(ATI)的制造、材料和結構技術主管

概述了增材制造如何在航空航天供應鏈中發(fā)揮越來越重要的作用：

與傳統(tǒng)的生產方法相比，增材制造給航空航天制造商帶來了幾大好處。與減材制造不同，沒有浪費材料或工具安裝時間。它通過大幅度提高原材和成材比（用于生產部件的原材料質量和最終成品質量之間的關系）提供了節(jié)約成本和減輕重量的機會。

更輕的部件現(xiàn)在可以通過增材制造獲得。這使得飛機更輕，有助于持續(xù)努力實現(xiàn)減排目標，如歐洲航空研究咨詢委員會(ACARE)制定的目標。此外，增材制造技術允許通過額外的技術，如傳感器，嵌入組件，給設計者提供一系列新的配置可能性。該工藝還減少了傳統(tǒng)鑄造或鍛造部件的長交付周期造成的生產延遲。

ATI成立于2013年，旨在定義英國的航空航天技術戰(zhàn)略。該計劃得到了英國政府和業(yè)界的一項聯(lián)合承諾的支持，即到2026年在航空研究和開發(fā)方面投資39億英鎊。ATI一直致力于確定如何將增材制造技術應用于安全關鍵部件上。為研制網(wǎng)狀航空部件制造用鈦粉，建立了一項協(xié)同研究項目(TIPOW)。

主要飛機制造商一直在內部或通過戰(zhàn)略收購發(fā)展增材制造能力，航空航天供應鏈中的許多公司都在大力投資這項技術，盡管它們因需要如Nadcap等主要承包商合作社的認證而受到一定的阻礙。

就該領域的標準開發(fā)和進一步研究工作而言，主要集中在新興增材制造粉末機械平臺的材料規(guī)格和資格認證，這些平臺本身也在增長，能夠生產更大的部件。

此外，數(shù)碼雙晶片的概念也正在探討中，藉由高性能計算和模擬端到端過程，藉由一個具有真實世界所有特性的元件的虛擬模型，進行拓撲優(yōu)化，以確保第一次就能得到正確的結果。其他模擬也可以用來預測長期的維護和維修需求。

ASTM國際維護與增材制造相關的標準，特別是與機器和工藝分類相關的標準。業(yè)界還就增材制造材料的標準化達成了一致，圍繞鋁、鈦和鎳合金材料開展了大量工作。

展望未來，隨著數(shù)字制造和工業(yè)4.0趨勢的興起，需要制定一些標準來控制和降低變數(shù)，尤其是在分布式制造場景中。變數(shù)降低是增材制造的一個問題，人們普遍認為提高產量將有助于解決這一挑戰(zhàn)。適當?shù)娜�球標準將支持在當�(shù)貜V泛生產替換零件，再次節(jié)省時間和成本。

增材制造轉型的潛力令人振奮。大的近凈形部件已經取代了鍛造的需要，而且只會在規(guī)模和范圍上增長。上述提高效率的舉措只是冰山一角，未來5年，航空供應鏈很可能會大不相同。