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四大航空公司联手打造3D打印技术

2013-07-16 08:37
九一隐士
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  ——过去一年最流行的趋势之一就是3D(三维)打印技术的发展和普及。许多公司现在开始利用3D打印机,通过多层材料的积累来形成完整的产品或者部件。而麻省理工学院称,通用电气公司最近正采用3D打印技术来为新型飞机打印燃油喷嘴。

  重要性:该技术可以降低复杂零件的制造成本,因此,有望让很多制造领域焕发生机。

  突破:全球最大的制造商美国通用电气公司(GE)将使用3D打印技术为新型飞机上的发动机打印一个关键的零部件――燃油喷嘴。

  主要参与者:通用电气航空公司(GE)、欧洲宇航防务集团(EADS)、美国联合技术公司(主要业务:航空航天)、普拉特惠特尼集团公司(美国最大的两家航空发动机制造公司之一,也是世界主要的航空燃气涡轮发动机制造商之一)。

  3D打印技术也被称为叠层制造技术,是一种最新的快速成型制造技术,其与激光成型技术一样,都是采用分层加工、叠加成形,即通过逐层增加材料来生成3D实体。该技术最突出的优点是无需机械加工或制造出任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率并降低生产成本。

  3D打印机出现在上世纪90年代中期,它是一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同:打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这一技术如今在多个领域得到应用,人们用它来制造服装、建筑模型、汽车等。

  随着技术的进步,3D打印机的应用领域也在不断扩展。美国科学家已经研发出了能打印皮肤、软骨、骨头和身体其他器官的3D“生物打印机”。人们还使用3D打印机来制造雕塑并修复雕塑,制造由塑料和聚合物制成的3D物体并打印出了食品。

  尽管人们已经用3D打印技术制造出了诸多产品,工程师和设计师们也利用其制造出了很多塑料模型,但像GE航空公司那样,利用3D打印技术大规模制造燃油喷嘴这种金属合金则是该技术的一个里程碑。因为,尽管对消费者和小企业主来说,3D打印技术并不陌生,但这一技术唯有用于制造业才能发挥最大的商业影响力。GE航空公司表示,这种喷嘴预计在2015年年底或2016年年初完成。每个飞机发动机需要10个到20个喷嘴,因此,在这3年内,该公司每年需要制造出2.5万个喷嘴。

  与传统技术相比,GE公司制造喷嘴的新方法用到的原材料更少,因此可以降低公司的生产成本;而且,这一方法制造出的零件更轻便,可以更好地为飞机省油。传统技术需要将大约20个小零件焊接在一起,这不仅耗费大量人力,也会留下很多废料。而新方法则使用钴铬粉末来制造这种零件――一台计算机控制的激光器朝这些粉末精准地发射激光束,将金属合金融化在合适的地方,制造出多个20微米厚的层。因为激光可以不停歇地工作,所以新方法更快。而且,新技术对材料的利用效率也更高。

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