3D打印钛合金部件在飞机中的应用已扩展至承重件

继2021年底，俄罗斯国家技术集团宣布，该集团下属的增材技术中心已获得俄联邦工业和贸易部批准，可进行航空部件和其他零配件的批量化3D打印生产。这意味着俄罗斯航空制造业将开始全面使用3D打印制造飞机零部件。

据俄罗斯“卫星通讯社”报道，获得政府部门许可后，俄罗斯国家技术集团可通过3D打印批量生产民用客机、军用飞机零部件，这是俄航空制造业发展的一个重要节点。3D打印可将某些航空零部件的生产时间从6个月缩短至3周。同时，3D打印的零部件不仅性能稳定，而且重量更轻，可靠性更高，可以有效提高飞机载荷、优化飞行性能。目前，该增材技术中心是俄罗斯最大的3D打印设备公司，拥有41台3D打印设备，能够打印450种航空零部件。

据介绍，俄国家技术集团下属增材技术中心已开始使用3D打印生产PD-35发动机零部件。PD-35发动机的研发工作始于2016年，计划在2028年量产，这种大推力航空发动机主要用于CR929宽体客机。通过3D打印生产PD-35发动机零部件，有助于加快该型发动机的研发速度，缩短研发周期，保证产品更快投产。

不仅如此，3D打印的各项优势在PD-35发动机的制造过程中得到充分体现。如发动机重量更轻、功率更大，零部件性能更高、成本效益更明显等。目前，俄罗斯VK-650V和VK-1600V两款直升机发动机上15%的零部件均通过3D打印生产。其中，VK-650V发动机用于卡-226直升机、安萨特-U直升机，VK-1600V发动机主要用于卡-62多用途直升机。3D打印技术的应用，简化了零部件制造流程，降低了发动机的重量和生命周期成本，有助于提升这两款直升机的性能。

将3D打印技术用于民航飞机备件生产已有多年时间，但绝大多数是塑料制成的，金属部件甚至是承重部件则受到严格管制。近日，3D打印技术参考获悉，欧洲航空安全局批准了第一个在飞机上使用的3D打印承重金属部件——用于IAE-V2500发动机防冰系统的“A-Link”，该发动机为空客A320提供动力。

A-Link（A形连杆）由3D打印服务提供商Lufthansa Technik和空客子公司Premium AEROTEC开发，其作用是在发动机进气罩上固定一个环形热空气管道，后者可防止在飞行操作期间结冰，一台发动机上总共有九个A-Link零件。然而，发动机在运行过程中发生的振动会导致A形连杆在其安装孔处磨损，因此每隔几年就需要更换备件。

由于A形连杆需要暴露在高达300摄氏度的温度下，因此采用钛合金制成。最初，该组件通过锻造工艺制造，以满足对材料性能的最高要求。然而，制造团队所开发的新制造方案通过激光粉末床熔融金属3D打印逐层制造，在生产时不需要夹具或模具。此外，该过程可以节省材料，在3D打印之后，仅需要在某些功能表面上进行非常小程度的材料去除。

A-Link（A形连杆）由3D打印服务提供商Lufthansa Technik和空客子公司Premium AEROTEC开发，其作用是在发动机进气罩上固定一个环形热空气管道，后者可防止在飞行操作期间结冰，一台发动机上总共有九个A-Link零件。然而，发动机在运行过程中发生的振动会导致A形连杆在其安装孔处磨损，因此每隔几年就需要更换备件。

由于A形连杆需要暴露在高达300摄氏度的温度下，因此采用钛合金制成。最初，该组件通过锻造工艺制造，以满足对材料性能的最高要求。然而，制造团队所开发的新制造方案通过激光粉末床熔融金属3D打印逐层制造，在生产时不需要夹具或模具。此外，该过程可以节省材料，在3D打印之后，仅需要在某些功能表面上进行非常小程度的材料去除。

汉莎航空技术公司首席运营官表示，多年来他们一直在使用3D打印为飞机机舱生产部件，其中绝大多数是塑料制成的。使用金属3D打印零件用作飞行承重部件则是首次，通过这种方式，不仅节省了相关组件的成本，而且还定义并验证了将这种开创性制造方法应用于结构相关金属部件的所有必要流程。

因为A形连杆零件的几何形状仍与原始零件基本一致，因此，承重金属备件的首次航空认证目前仅代表双方合作的第一步，未来还将利用增材制造的优势对几何形状进行有针对性的优化。从理论上讲，增材制造组件的成型没有限制，因此它们可以更容易地生产，使用更少的材料，同时保持相同的强度和功能。双方都打算在不久的将来进一步开发这些可能性。

文章来源：3D打印技术参考