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行業新聞
機床輕量化領域需開辟出一條新道路
    航空航天飛機的輕量化主要通過使用纖維增強塑料、鋁和鈦來實現。另一方面,這種材料的加工也為機床制造行業帶來了新的挑戰。“為了不斷改進航空航天領域復雜構件及生產流程,整個價值鏈上的各個技術模塊都需要緊密協作,相互補充”加工創新網辦事處的負責人布普強調了這一點,該網絡成員以聯合展團的形式參加了2017年漢諾威EMO展。



       根據德國機床協會的數據表明,4.1%的機床都由來自航空航天領域的采購商所購得。如果參考德國機床整體生產水平(2015年:約112億歐元-整機,非零部件),其中該行業所占份額為4.6億歐元。在過去幾年中,這一數字呈明顯的上升趨勢。2013年該行業所占市場份額僅為3.6%,2011年也只有2.5%。究其原因是增材制造工藝在航空航天領域的地位日益重要。
 

       德國漢諾威生產工程與機床研究所生產工藝部門主任格羅夫認為,在未來幾年內飛機的數量會持續增長。這位科學家認為“與此同時航空航天也將成為創新的驅動力。飛機需要更靈活,更功能集約的,更牢固的構件,用以保證其在自動化生產鏈中的高效生產”。迄今為止,類似A350這樣的長途運輸飛機,其整體質量的50%是纖維增強塑料。這反而將對金屬構件造成影響,因為傳統航空材料鋁與纖維增強塑料的組合會導致接觸性腐蝕。格羅夫認為:“我們必須使用耐腐蝕的材料,比如鈦合金,但是這種材料相較于鋁非常不耐切割。在此增材制造就是一種有針對性的制造技術。”


       事實上這種技術在航空航天領域內還處于蹣跚學步的階段。幾周前件3D打印的用于飛行控制器上的零件才隨著一架空客進行了首飛,該零件是由利勃海爾航空航天與運輸公司生產的,是用于飛行控制的液壓組件。由鈦粉制成的閥塊,作為擾流執行器的組成部分,可以用于諸如空客A380上。據制造商所述,鈦粉材質的閥塊和傳統的鈦鍛件閥塊具有相同的性能,但是卻因為是由更少的單一組件構成的,所以重量也減輕了35%。


       利勃海爾航空航天與運輸公司飛行控制與驅動系統,起落架系統與液壓系統的常務董事兼首席技術官呂文斯得出結論:“在我們將3D打印工藝全面應用到航空工業中之前,還有一些工作需要處理。需要對粉狀材料的激光參數和后期加工直到Z終成品的所有流程鏈上的環節進行優化,從而來優化這項技術的穩定性,成熟度以及經濟性。”不過,3D打印技術的潛能和愿景將對未來幾代飛機的研發產生深遠影響。漢諾威的EOS 有限公司對增材制造在航空航天領域的作用進行了展示,該公司展出的是一個用于Ariane-6-上級驅動火箭驅動器Vinci的噴鑄頭,這個噴頭通常由248個構件組成,并且由不同的生產步驟進行生產和組裝。在注塑件方面,會通過在銅套上打8000多個橫向孔,與122個噴鑄元件精確地擰到一起,用以混合元件中流動的氫氣與氧氣。制造商將借助3D打印技術對此類鑄件進行高效生產。A增材制造本身可以將功能集成、輕量化、簡化設計以及縮短單個部件的生產時間等功能集于一身。生產Z初是在EOS M 290上進行并逐步完成的。然后在更大的EOS M 400-4系統上完成縮放。借助激光技術,可以四倍的速度制造發動機部件。


       憑借這種與單激光系統相比更高的生產率,AiO噴鑄頭的制造時間縮短了3倍,成本也降低了50%。由于設計簡化,材料特性得到改良,與鑄件質量相比壁厚大大降低了-同時堅固性不變。重量減輕25%意味著減少了安裝時間,同時也降低了成本。

發布時間:2017-12-20 09:27:08


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