Horizon Additive Manufacturing 利用3D列印生產航空航天部件

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從模型飛機到無人機、噴氣機和火箭，你可能會發現很多正在飛行的飛機正在使用3D列印的零件。而這種趨勢只會繼續增加，英國ATI Horizon Additive Manufacturing等財團正在努力開發航空航天領域的先進位造方法。

Horizon AM目前專註於生產飛機用金屬輕質部件的新型增材製造技術，它們將創造更實惠的生產方法，減少浪費，允許按需生產近凈形狀。

「已經建立了以這種方式製造飛行部件的可行方法，其目的是利用這些製造方法的高几何複雜性和多材料能力，以實現用於下一代飛機的先進飛機部件，從而讓英國航空航天設計和製造走在前沿，」航天技術研究所最近在新聞稿中就Horizon和一個新案例進行了研究。

該聯盟由一群有興趣為航空航天部件創造新型AM技術的合作夥伴於2014年成立。由GKN Aerospace領導，該財團還與以下機構建立了合作夥伴關係：

雷尼紹

歐特克

謝菲爾德大學

華威大學

該聯盟的項目包括11個工作包，其中包括：

AM材料

設計要求

AM設計

優化

聚合物AM

AM流程的理解

AM的後期處理

AM的NDT

「ATI Horizon (AM)計劃的重點是通過GKN的技術準備評估（TRA）流程推進三項關鍵的AM技術，以便將其發展為可行的生產流程。迄今為止，聚合物AM和TRL 4用於LPB的TRL 3已經實現。它還與其他ATI項目和GKN站點合作，為在WIST和ALFET開發的下一代防冰系統的飛行試驗生產飛行測試硬體。TRL 4的重點將從過程轉向產品開發，重點是聚合物TRL 4。該案例研究指出，LBP的TRL 5和EBM技術的持續工業化，實現了TRL 4的高速發動機部件。」

這個財團增加了20名工程師（以前只有8名），現在他們有10台3D印表機。他們在材料分析實驗室使用多種材料，專註於生產而不需要後處理，並且與AM客戶「加強合作」。

由於通過從ATI Horizon獲得的技術發展，GKN的優勢在於與現有客戶合作生產需要快速交付的試飛硬體。通過這種合作，GKN可以將AM應用到客戶業務的其他領域。

兩個案例研究已經完成，首先圍繞NextGeneration Ice Detection系統進行研究，因為該聯盟也與其他主要實體合作，包括其他GKN部門。他們使用激光粉末床組件舉行新型飛機光學冰探測器（OID）和下一代防冰加熱墊。

研究小組在他們的案例研究中表示：「這個組件被連接在一個儀錶塔上，並且使用由設施擁有的BAe 146-301大型大氣研究飛機（ARA）進行飛行測試，用於空中大氣測量（FAAM）」。

項目如下：

激光粉床AM對TRL 5

朝向TRL的光學冰探測器6

朝向TRL 6的防冰加熱墊（ALFET）

「AM部件需要與飛機的儀器罐、OID感測器和外部視頻攝像頭連接，以驗證冰是否已經累積。」

研究人員補充說：「盡量減少零件外表面的表面粗糙度，並保持AM零件和其他金屬零件之間所需的緊公差，這一點很重要。」

第二個案例研究在整個生命周期中研究添加劑製造設計（DfAM）。研究人員探索了電梯鉸鏈支架上的模擬驅動設計方法。通過模擬驅動設計，他們發現可以製造出重量減輕50％的複雜零件。不僅如此，這些零件現在可以用3D列印來生產。這意味著機翼設計提供了更高的性能、效率，甚至節省了成本。因此，飛機發動機也將更有效地運行。