中國商飛航研所背后的3D打印“特種兵”

隨著3D打印技術(shù)的普及應(yīng)用，在航空制造領(lǐng)域也有越來越多的研究。中國商飛上飛公司航空制造技術(shù)研究所(以下簡稱“航研所”)就有一支這樣的隊伍，他們是增材制造領(lǐng)域的“特種兵”!

要自己掌握3D打印技術(shù)​

3D打印技術(shù)為民用航空工業(yè)實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、快速設(shè)計驗證、小批量零部件快速制造、快速客戶響應(yīng)等關(guān)鍵問題帶來了一種全新的解決思路，是公司產(chǎn)品研制必須掌握的核心技術(shù)之一。目前，美國“美國制造”中心、歐盟“地平線2020”計劃和德國“高技術(shù)戰(zhàn)略2020”等都把3D打印技術(shù)作為重點研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，均有支持金屬高性能激光3D打印技術(shù)的專項研發(fā)計劃。

“與傳統(tǒng)的去除材料成形思路不同，采用3D打印技術(shù)無需制造模具，零件數(shù)模更改后，3D打印機能夠很快做出調(diào)整和響應(yīng)?！?br />
——3D打印團隊成員

在傳統(tǒng)飛機零件制造工藝上，金屬材料在成型前都需要相應(yīng)的模具，而無論是模具還是零件的設(shè)計加工都需要較長的周期，并且零件機加工過程中，如有些鈦合金材料零件90%以上的材料都被去除，材料的利用率還不足10%，造成了極大的浪費。

如今，在航空領(lǐng)域，無論是飛機制造商還是發(fā)動機制造商都將3D打印技術(shù)作為重點攻關(guān)的關(guān)鍵領(lǐng)域​

“我們一定要掌握3D打印技術(shù)，這樣我們才能掌握核心?！?br />
——3D打印團隊負責(zé)人李昊​

邁出一小步，成功一大步​

3D打印團隊成員一起研究打印件

“成功了，成功了!打印出來了?！笨粗鳦919大型客機零件以及試制件成功打印完成，團隊成員們興奮地說道。

去年6月上旬，航研所在經(jīng)歷了一年多的立項評審、招投標、條件能力建設(shè)、安裝調(diào)試、培訓(xùn)后，完成了上飛公司首臺金屬激光3D打印機終驗收。完成驗收后，航研所配合制造工程部完成了C919大型客機應(yīng)急門導(dǎo)向槽零件試制工作。

C919大型客機應(yīng)急門導(dǎo)向槽零件

“這雖然是我們在3D打印技術(shù)道路上邁出的一小步，卻是我們上飛公司在該技術(shù)領(lǐng)域走向成功的一大步。未來，3D打印技術(shù)在航空制造領(lǐng)域會得到更充分的應(yīng)用?！?br />
——航研所3D打印團隊成員丁紅瑜

其實，早在2011年，航研所就積極組織人員跟蹤技術(shù)發(fā)展前沿，與發(fā)展規(guī)劃部、設(shè)備動力部、物流中心、安全環(huán)保部、情報檔案館、培訓(xùn)中心等部門一起，廣泛調(diào)研國內(nèi)外金屬激光3D打印機的性能、技術(shù)特點和用戶反饋情況。2015年航研所成立3D打印團隊，并于當(dāng)年底成功申請上海市高技能人才實訓(xùn)項目。

對于3D打印團隊而言，首臺金屬激光3D打印設(shè)備的安裝只是一個起點，要實現(xiàn)3D打印技術(shù)在民機上的應(yīng)用，還需要進行零件結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)優(yōu)化、零件生產(chǎn)的全程監(jiān)控、適航認證等諸多工作。

​科研之路無止境

3D打印團隊成員們一起探討問題

首次引進金屬激光3D打印機，使用經(jīng)驗缺乏，但整個團隊還是充分利用公司各方資源，讓設(shè)備真正發(fā)揮作用。

去年九月下旬，3D打印團隊接到工藝裝備中心請求劃線模板零件的打印需求，加工難度較大。“劃線模板形狀復(fù)雜，對輪廓的尺寸精度要求高，需要將多余部分一點一點去除掉，真可謂精雕細琢?！眻F隊成員說。根據(jù)制造需求，3D打印團隊第一時間展開了技術(shù)討論和準備工作，著手準備打印加工。經(jīng)過3D打印設(shè)備21個小時的運轉(zhuǎn)，團隊人員通宵守護，劃線模板零件成功打印完成。此外，通過合理安排，在打印劃線模板的同時，團隊成員還設(shè)計同爐打印了其他零件和試制件，一爐多件，設(shè)備和人員全方位保障高效生產(chǎn)。

劃線模板及縮比模型零件

“我們這個團隊，面對困難從不會輕言放棄。大家凝心聚力，攻堅克難，科研之路無止境?！?br />
——團隊成員初銘強

來源：中國商飛