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金属激光熔融技术在飞机制造业中将发挥重要作用 |
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| http://cn.newmaker.com
1/18/2016 11:46:00 AM
中国工业报记者 张潇卓
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金属激光熔融技术在飞机制造业中的地位日益重要。更短的交付周期、更合适的部件和前所未有的成型自由度，这些都是选择这一技术的重要依据。
如今，该技术在飞机“轻量化结构”和“仿生学”方面的突出表现，让这一趋势更加显而易见：金属激光增材制造技术正在改变其设计思维。在未来的飞机设计中，部件将能够有针对性地吸收力线。同时，又符合轻量化要求。耐久、节约资源、改善成本结构，从而鱼和熊掌可以兼得。
Concept Laser有限公司创始人兼首席执行官Frank Herzog先生、汉堡空客新兴技术与概念负责人Peter Sander先生和汉堡Laser Zentrum Nord有限公司首席执行官Claus Emme lmann教授（工程博士）共同参与了空客A350XWB采用的连接件，即所谓的托架3D金属打印项目的研发和生产。以前，该部件由铝材铣削加工而成。现在，则可以用钛材料打印而成，减重幅度大于30%。
空客A350XWB的连接件采用3D打印的生产方式，在2014年入围了“2014年德国经济创新奖”的最终评选。评审团的评定意见为，这种跨行业的开发形式，彻底改变了飞机构件的制造方式和民用飞机的“轻量化”途径。2015年12月，参与该项目的3位成员在德国柏林举办的“2015德国未来奖”中，又被共同授予“最佳团队”的荣誉称号，并接受了由德国总统亲自颁发的荣誉证书。
支持在飞机制造业中采用金属激光熔融技术的论点是，自由成型和减重。其中“轻量化”特点可有效帮助航空公司在飞机运营中取得更为经济的效果。固定元件（托架）所能取得的减重效果，将有助于实现更低的燃料消耗，或者提升飞机的装载能力。
设计新的飞机时，需要用到成千上万个小量制造的FTI（飞行测试安装）托架。金属增材制造（Layer Manufacturing）方法不仅可以帮助设计人员快速生产出新的设计结构，而且生产出的部件重量要比常规的铸造件或者铣削件轻30%以上。
此外，金属激光增材制造工艺直接以CAD数据作为基础，省略了模具，降低了成本，让部件可以更快的速度投入使用，最多可节省75%的时间。同时，利用该工艺无模具的特点，在早期即可制造出具有接近量产部件特性的原型件，极大节省模具成本。
飞机零件在铣削过程中会产生高达95%的可回收废料。而采用激光熔融技术，操作者不仅可得到“接近最终轮廓的部件”，且废料只有约5%。“在飞机制造业中，将其称为‘成品原料比’（buytoflyratio），90%在这里是一个了不起的数值。在对能量效率进行衡量时，这一数值当然也体现出积极的一面。”Claus Emme lmann教授（工程博士）说。尤其是应用在像钛这样的高级且昂贵的飞机制造材料上时，这种方法更具吸引力。
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