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波音公司首个3D打印造铝制齿轮箱外壳装机

波音公司首个3D打印造铝制齿轮箱外壳装机

2021年8月9日,航空航天制造商波音公司在国防领域取得了新的进展,他们首次在一架CH-47支奴干直升机上(Chinook,一种由美国波音制造的多功能、双引擎,双螺旋桨的中型运输直升机)对一个3D打印的飞行关键部件进行了飞行测试。作为T408发动机演示的一部分,在本次测试中我们可以看到支奴干装备着由波音公司3D打印的铝制齿轮箱外壳进行飞行。据报道,这是旋翼机带着这样的部件飞行的首个案例,同时也为支奴干的其他3D打印技术的发展铺平了道路。

波音公司的首席驱动系统工程师托德-哈德说:"据我们所知,这是第一次在这样的关键飞行部件上使用增材制造技术。我们在波音公司过去几年所做的大量工作的基础上,实现了一个可重复制造的过程,满足了适合飞行部件的所有质量要求。就灵活性而言,它只是为我们能做的事情开辟了一个充满新的可能性的世界。"

△波音CH-47"支奴干"。图片来自英国国防部

CH-47支奴干直升机

波音CH-4支努干的首次飞行可追溯到60年代初,它是一种双引擎、串联旋翼的重型直升机。时至今日,这款旋翼机仍是西方最重的起重直升机之一,常被用于空中突击任务、部队和弹药投放以及食品和水运输。支奴干的平均制造成本达到了令人瞠目结舌的3500万美元,其最高飞行速度为302公里/小时。作为一个制造商,波音公司对其产品的持续投资感到自豪。特别是新的T408发动机演示,旨在展示 "支奴干 "一套新型发动机又将投入使用,其马力比目前的配备多50%。更重要的是,这次飞行试验成功的关键是3D打印的铝制齿轮箱外壳,它被证明能够承受旋翼机飞行的高压力。

Harder补充说:"支奴干直升机仍然是一个充满新挑战的平台,我们正在研究新的制造技术和其他领域,以使我们进入下一个50年的飞行,并表明我们正在朝着这个方向前进。在支奴干的制造领域内有很多前沿的技术,这对我们的未来的客户业务拓展来说是相当有价值的"。

△3D打印的铝制齿轮箱外壳。图片来自波音公司

 

交付时间、成本和零件性能

那么,直升机的关键部件为什么首先要选择3D打印呢?事实上,像国防部门这样的重工业机构往往因其较长的交货时间而臭名昭著,这可能使备件采购成为军队的困难点,特别是现役的部件已经过时的情况下,这种难题就会愈发突出。通过在内部使用3D打印技术进行终端生产,波音公司能够避免传统制造的漫长交货时间,同时确保将齿轮箱外壳的成本降到最低。

增材制造所赋予的设计自由度也是值得一提的,因为减少不必要的部件重量对于像支奴干这样的重型运输工具是至关重要的。通过优化增材制造的齿轮箱外壳,波音公司的工程师们能够生产出更高性能的部件,更适合于用途。

波音增材制造副总裁Melissa Orme解释说:"AM允许在设计中发挥传统方法无法实现的创造力,并被用于优化更好的航空航天产品的设计。我们正在不断寻找机会,在这些机会中,我们可以采用增材制造技术,通过精简车辆,减轻其重量,并提供更多的耐用性来提高产品性能。"

△波音公司最近的T408发动机演示。图片来自波音公司

 

仅在过去的一年里,在国防和更广泛的航空航天领域,已经有几个3D打印飞行部件的里程碑。航空航天公司霍尼韦尔航空航天公司获得了联邦航空管理局(FAA)对其首个3D打印飞行关键发动机部件的认证。“4/5号轴承座”部件是达索猎鹰20G海上巡逻机上的ATF3-6涡轮风扇发动机的一个关键结构部件。

在其他地方,乔治亚州特伦顿市戴德县中学的学生最近使用他们学校的FDM 3D打印机为国际空间站生产可飞行的部件。这些部件是在工业级Stratasys Fortus 450mc上打印的,使用的是高性能的ULTEM长丝,这种材料的特点是强度高、耐燃、介电稳定性好。

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