GKNA公司开发专有激光金属线沉积技术，可打印尺寸达3米的航空部件

时间：2022-10-26 09:13 来源：南极熊作者：admin 阅读：次

2022年10月25日，位于英国布里斯托尔的GKN Aerospace (GKNA) 公司开发了一种专有激光金属线沉积 (LMD-w) 技术，可应用到大型航空航天部件的制造上。该公司是一家专注于为民用和国防客户提供机身和发动机产品的制造商，具有金属和复合材料方面的专业知识。

增材制造的采用符合GKNA对更可持续的航空航天未来的追求，该公司认识到了增材制造技术在优化发动机和结构部件的重量/成本方面的价值，同时也承认他们目前在保证其制造可重复性方面遇到了挑战。

GKNA 的首席技术专家蒂姆霍普（TimHope）表示：“从根本上说，我们需要建立信心。对于增材制造，可重复性、再现性让人们对这项工艺产生了信任，并相信我们在交付零件时，需要按时交付它以实现零缺陷的成本。金属增材制造技术的作用就是为我们降低了技术风险，可以更好为客户提供服务。”

在GKNA的工厂里，有多个从EOS和renishaw采购的直接金属激光烧结（DMLS）系统正在运行。此外，通过 AIRLIFT 研究计划所开发的激光金属线沉积 (LMD-w) 技术目前已被应用到该公司的发动机业务中。据了解，LMD-w技术所允许的最大打印尺寸上达到了3米，有望应用于航空结构产品。

△GKN Aerospace 通过 AIRLIFT 研究计划开发的专有激光金属线沉积 (LMD-w) 技术。

尽管 GKNA 目前已经在采用LMD-w设备打印飞行部件，但他们仍需对该项技术进一步验证：根据其自己的标准、客户和当局的标准。像增材制造这样的新工艺的认证仍然是 GKNA 面临的最大挑战之一，虽然过程监控和模拟有助于解决这个问题，但据说开放系统也有很大帮助。因此，GKNA可以保证其 LMD-w工艺的质量，但对于粉末床熔融类的引入性技术，它还需要与供应商建立良好的联系。

GKNA 的另一位负责人Hughes指出：“如果你的客户来自于航空航天领域，那你就需要认识到增材制造供应链的所有部分、飞行部件的终端服务对象是航空当局。客户描述了他们需要的信息，我们整个价值链就需要根据这些信息做出判断，这取决于热处理、粉末供应商、机器供应商等各个环节。如果您在其中有看不到的空位，那将是一个挑战。”

△位于布里斯托尔菲尔顿的 GKN Aerospace 全球技术中心。

在其他车间里，GKNA还引进了一台由Stratasys 和惠普共同开发的 Designjet 机器、一台 Ultimaker S5、一台 Formlabs Form 2 和一台 Markforged Mark2。这些机器（包括 Designjet）经常被要求生产夹具、固定装置和设计辅助工具，但 GKNA 永远不会停止在桌面平台上。在 Designjet 之后，GKNA 下一个要引入的 3D 打印系统是 Arcam A2。

在 GKNA 展示的打印部件中，有坦克模型和其他使用 LMD-w 制造的近净成形的部件，以及使用DMLS技术制造的经过认证的支架部件。发动机部件是其粉末床熔融设备主要生产的订单，而其LMD-w 技术可能会被用来制造那些DMLS技术难以加工的大型构件结构。凭借其强大的3D 打印能力，GKNA 内部的信心正在增长。该公司积极参与一系列标准工作组，认可 NASA、ASTM 和 SAE 等机构近年来在制定此类标准方面取得的进展，并与商业和学术机构保持着良好的关系。但在遵循这些标准的过程中，GKNA 不仅要确保该技术的制造过程是可重复的，而且还要考虑生成航空零件所需的动态特性的成本。

Hope 估计：“在航空航天领域，增材制造只有两个挑战：生产力挑战和认证挑战。您能否每天都以同样的方式制造正确的零件，这是一项巨大的技术挑战。然后您能否使其与其他工艺相比具有成本效益？一旦您确定了这两个关键因素，您就可以获得增材制造的真正获胜标准。就未来的可能而言，这些东西很棒，但要让这些东西发生，我们必须能够让它应用到飞机上，这关乎监管机构和最终用户对性价比的信心。”

Hughes补充道：“增材制造技术现在处于炒作曲线的业务端。你会看到很多有趣的东西，但我们需要在真实的应用程序上以真实的方式实现这一点，为未来解锁有趣的东西，这些关于我们能否在中短期内获得真正的商业利益和长期回报？我们都可以看到增材制造领域中的拓扑优化、功能集成，所有的这些都是好东西。但客户和认证机构的对这项技术的信心，才是它现在需要面对的业务问题，这也是我们的重心所在。”

△使用 GKN Aerospace 的 LMD-w 技术打印的零件。

GKNA 有意保持其领域的领导地位，霍普认为，实现这一目标的关键是确保业务可持续发展：“航空航天领域的OEM 并不多，因此我们在增材制造方面所做的一切都专注于建立供应商信任。如果您了解我们客户的需求，能够按照客户的交期完成交付，那么您将获得可持续发展的业务。创新来自市场需求、业务和技术可行性，三者需要结合。但只有当你能以一种信任的精神反复地做到这一点时，你才会成功。”

在GKNA工厂门厅的尽头展出有一组DMLS打印的隔音衬垫，Hughes解释说他是在周四早上收到了该组件的尺寸数据，当晚在 CAD 中为零件建模，在周五与工艺团队一起进行了组装，到星期一早上它就出现在他的办公桌上，最终它被用于发动机测试。这一整套流程清楚展示了从想法到模型的速度有多快，而这一切都是凭借强大的金属3D打印能力才付诸实践的。

(责任编辑：admin)

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