首款3D打印钛组件 将登陆波音787
发布时间:2017-06-27   作者:William Kucinski
  • Norsk公司MERKE IV RPD加工设备的内部环境。
  • 采用Norsk RPD工艺打印的钛材料结构性部件:未完成阶段(左)、初级加工阶段(中)、最终精加工成品(右)。
  • Dreamliner的RPD组件以及生产这些组件的Norsk Titanium MERKE IV RDP加工设备均参加了今年6月在法国Le Bourget举办的巴黎国际航展。

Norsk Titanium AS公司凭借在快速等离子沉积工艺(Rapid Plasma Deposition,RPD)方面超过10年的研发经验,声称有能力以25%-50%的成本,提供同类钛材料组件。具体来说,Norsk公司会将室温状态下的6-4钛丝送入在氩气环境中由一对等离子发生器产生的等离子弧。此后,钛丝原料的温度将快速上升至上千摄氏度,然后作为一种液体材料,供机械沉淀臂打印使用。沉积后的液体钛材料将立即凝固。总体来说,组件将在这样的闭环工艺过程中快速层叠成型,可以最大程度降低精加工需求。

 

事实上,MERKE IV RPD设备与标准的计算机数控加工中心(CNC)很类似,只不过使用的是等离子弧,而不是轴而已。Norsk公司总裁兼CEO Warren Boley表示,MERKE IV RPD设备“每年可以打印20吨钛材料”,而且“将真正改变航空器级钛材料零部件的生产现状。”

 

今年4月,总部位于奥斯陆的Norsk公司宣布,公司将为波音787 Dreamliner梦幻客机提供3D打印RPD工艺结构性钛材料组件。波音公司在组件的整个开发设计过程中一直与Norsk保持密切合作。此外,为了验证这些原始结构性组件在Dreamliner梦幻飞机上的表现,波音公司还与Norsk一起联合美国联邦航空管理局(FAA)进行了一系列严格的测试,并在今年2月完成了认证。Norsk公司是首家为波音提供RPD工艺组件的供应商。

 

波音公司飞机材料与结构、供应商管理副总裁John Byrne表示,“我们总是在探索最新的技术,从而降低成本、提升性能并给我们的客户创造更多价值,Norsk的RPD工艺完全符合我们的要求。”

 

Norsk公司声称,RPD工艺的生产成本低于传统的锻造和制造工艺技术,而后者需要使用钛坯料作为加工原材料。

 

“你可以找一块200磅的材料进行锻造,然后生产一个20磅的部件,”Boley表示,“而我们可以直接用30磅的材料打印一个20磅的部件。”通常来说,采用传统加工工艺的组件交货期在55到75周左右,而如果采用我们的RPD工艺,这些组件的打印和加工完全可以在2到3小时内完成。

 

Norsk表示,由于这种增材工艺本身可以在生产过程中节省大量能耗,因此能够节省75%的成本,并显著节省工时。

 

Boley认为,波音787中大约有1,000个组件均可采用RPD工艺,“每个部件大约可以节省2,500美元,那么整部飞机则可以节省接近250万美元的成本。如果按照每年生产144架飞机计算,波音每年可以节省3.6亿美元。这可是革命性的进展!”

 

Norsk公司也非常注意RPD工艺对环境的影响。通过减少浪费的废钛(传统工艺钛材料组件的成品与原材料之间的重量比大约为1:40),RPD工艺还可以减少矿石的开采加工需求。

 

Dreamliner的RPD组件以及生产这些组件的NorskTitanium MERKE IV RDP加工设备均参加了今年6月在法国Le Bourget举办的巴黎国际航展。

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  • 作者:William Kucinski
  • 行业:航空
  • 主题:制造材料