金属3D打印大型结构件“飞机起落架”已具可行性,赛峰将明年测试

2021-04-01 13:17:42 8点赞 16收藏 16评论

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南极熊注意到,2021年3月29日,飞机供应商赛峰集团(Safran)宣布已经证明了金属3D打印生产大型结构零件的可行性。这种结构零件位于公务机起落架中。本次验证结构,将加强航空制造中增材制造的使用。

金属3D打印大型结构件“飞机起落架”已具可行性,赛峰将明年测试△大型金属3D打印结构件(支撑未拆除),尺寸为455 x 295 x 805毫米,材料为钛合金,打印设备为SLM®800

增材制造在航空领域不断发展,催生了许多创新设计。赛峰展示了金属3D打印技术新的可行性:公务机的前起落架。这是一个很大的部件,需要承受极大的机械应力。

“这是世界首个利用3D打印加工这种材料和尺寸的零件”,赛峰着陆系统(Safran Landing Systems)项目中R&T台负责人Nicolas Nguyen指出,“这个结构要求非常苛刻:它必须能够在枢轴上转动,起落架缩回飞机,并且必须吸收飞机机轮的机械应力。”

重量降低了15%

传统起落架零件,通常是通过5轴加工和三个锻造零件组装而成。但这部分零件在2019年被赛峰集团着陆系统确定了,它可使用金属3D打印技术来制造。

“我们想优化设计,特别是减少生产时间以及零件重量。但传统的加工技术无法实现,”Nicolas Nguyen解释说,“我们希望减少组装步骤,只生产一个整体零件来替代以前需要三个组件的零件。”

因此,起落架壳体已针对3D打印工艺进行了重新设计,并且能够在单个生产周期中进行制造。这种方法消除了组装的缝隙,并使重量显著降低了约15%。

金属3D打印大型结构件“飞机起落架”已具可行性,赛峰将明年测试△新的金属3D打印起落架壳体,将原先的三个组件装配的,已经组合为一个整体零件。材料为钛合金,一种具有高机械性能的材料,天然抗腐蚀,无需任何表面处理,还有助于提高零件的耐用性。

SLM金属3D打印技术又快又省

至于选择什么样的3D打印工艺,最后敲定了SLM激光选区熔化钛合金3D打印技术技术。Nicolas Nguyen 强调:“我们已经研究了沉积3D打印金属丝进行生产的可行性。因为它可以实现大尺寸的零件制造。但是,沉积技术打印出来的零件的表面质量不太好,必须要大量加工 。后期的加工,其实也会耗费大量的时间和资金。”

金属3D打印大型结构件“飞机起落架”已具可行性,赛峰将明年测试

后来,赛峰集团与位于德国吕贝克的激光金属3D打印专家SLM Solutions建立了技术合作。之所以选择这家公司,是因为它在开发大幅面和垂直高度可定制的金属3D打印机SLM800。机器还配备了四个激光器,加快打印速度,减少生产时间,可以减少零件的内部应力;特别是专利的气流管理系统和永久性过滤器,可确保最高的可靠性。

金属3D打印大型结构件“飞机起落架”已具可行性,赛峰将明年测试△SLM Solutions的SLM 800打印机,Z轴可以扩展,足以生产大型零件

3D打印铝合金仍受限制

高性能的钛合金被选择用来3D打印这套飞机起落架零件,减少后处理步骤。“70%零件表面都没有经过处理”,Nicolas Nguyen 指出,“仅对功能部位表面进行了机械加工”。

起落架壳体通常由铝制成,但不适合这个新零件的设计,3D打印出来的性能也不适合,材料成本较高。

赛峰着陆系统部件将在2022年通过测试台进行测试,确保合格,然后将被集成到设备中,为3D打印飞行结构件铺平道路。

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