Formnext 深圳展航空航天增材制造技术预览

| 3DScienceValley · 2022/05/25

深圳国际增材制造、粉末冶金与先进陶瓷展览会Formnext+PM South China，在2022年的展会中将展示航空航天领域先进增材制造技术，以及更轻、更坚固、更省油的产品组件。近日，Formnext深圳展主办方发布了一批航空航天领域展商的3D打印技术与产品预览。本期3D科学谷将分享如下。

来源：Formnext+PM South China

3D打印技术在航空航天领域应用的优势：

快速原型验证，快速迭代，用传统工艺制造涡轮叶片，期间需要开模具，从设计到制造大约需要半年时间；而用增材技术可以快速在一个月之内实现迭代。
提升设计自由度，过去设计非常复杂的构件很难制造或者成本非常高，甚至根本无法制造。利用增材制造工艺，可以用相对简单的方式生产高度复杂的二维或三维金属部件，这是整体形成由实心和网格部分组成的结构部件的可行方式。
降低成本，它不需要模具，可以快速地行进一些制造，此外就是修复，对于民用航空来说维修是很大的问题。要降低成本，用增材的方法可以降低成本五分之一，比如整体叶盘、叶片等等。

在Formnext Connect的线上展会上，Mesago Messe Frankfurt GmbH的Formnext副总裁Sascha Wenzler 曾表示：“增材制造在许多行业都具有巨大的潜力。通常，在查看增材制造应用时，生产成本是唯一要考虑的因素。然而，在航空航天工业中，诸如减轻重量和提高燃油效率之类的其他因素超过了初始制造成本。随着该领域应用程序数量的增加，航空航天行业本身已成为其他行业的榜样，并成为整体采用增材制造的开拓者。”

航空航天行业人士如何预见3D打印将带来的变革发展？3D打印技术在航空航天行业究竟有何瓶颈？未来我们究竟如何如破？增材制造，3D打印及粉末冶金行业风向标 “Formnext+PM South China” ，将于2022年9月14-16日深圳国际会展中心（宝安新馆）精彩亮相！

Anisoprint

展位号 – B22

Anisoprint拥有连续纤维共挤专利技术（CFC），由具有数十年经验的工程师和科学家团队研发。CFC技术可以创建晶格结构，这是多材料优化的关键，这些最终部件比类似金属部件更轻、更坚固，也更便宜。Anisoprint专家可调整复合纤维的3D打印使之接近零重力条件，为项目支持空间资源的开发、提取和利用提供了条件。同时，Anisoprint拥有多元化的研发团队，包括来自多达14个国家的人员。凭借开发和精进一系列产品——技术、硬件、软件、材料的所有经验，将技术拓展到空间探索部门，也是Anisoprint团队的初始目标和可持续奋斗目标。Anisoprint将和SSP团队一起，致力于开发能在失重或低重力条件下使用复合材料制作3D打印工具和组件的设备。下面来看一个投入使用的的成品：一架车型的月球探测器。它的悬架等主体结构是由Anisoprint技术支持的3D打印成品制作的，由Smooth PA和增强CCF作为耗材。

EOS

展位号 – B81

（冷却后的机翼，材料：EOS Stainless Steel PH1）

借助 EOS 工业级3D 打印技术，可以以颇具成本效益的方式生产具有复杂几何形状和指定特性的功能性发动机零部件 – 即便在小批量生产中也能够实现此目标。

增材制造（AM/工业级 3D 打印）的优势在发动机和涡轮机零部件生产中得以体现，即使是在小批量生产中也能体现这一优势。具有严苛几何结构要求以及指定空气动力学或流体动力学特性的功能性零件可使用 EOS 激光烧结设备快速、经济地进行生产。其中功能性零件包括燃油系统、导流叶片和涡轮叶片、附加系统以及特殊热保护组件。即使是由高强度材料制成的极复杂零件（其中可能包含空腔或油管），也可以使用 EOS 增材制造技术轻松生产，而如果采用传统制造工艺，可能无法生产上述零件，或者成本非常昂贵。此外，EOS增材制造技术还可以用于开发先进的轻量化设计，不仅能够提高强度，还可使重量最多减轻 60％。使用这些创新型组件可降低燃油消耗和二氧化碳排放量。此设计有助于显著降低飞机在整个使用寿命周期内对环境的影响。

（内腔和油管，材料：EOS不锈钢PH1）

Kexcelled

展位号 – B93

Kexcelled专注于3D打印相关技术的研发和生产，拥有完整、科学的质量管理体系。现已在苏州和上海设立了工厂从事3D耗材的生产，选用了最顶级原料和精心调配的配方，生产出质量上乘的的ABS和PLA等材质的3D打印耗材。

Kexcelled本次展示了两种新材料：分别是PEEK K10IAS和PEKK K10IAM，PEEK K10IAS是一款针对3D打印工艺而改进的PEEK材料，保留了PEEK材料优异的力学性能、耐热、阻燃、耐化学试剂等属性；打印件层间粘合改善，Z轴强度明显提升；PEKK K10IAM是一种低结晶速度的PEKK材料，类似于PEEK高强度、阻燃、耐化学性、耐高温的特性；打印更加容易，打印件强度更高，尤其是优异的Z轴强度。两种材料均可运用在航天航空领域。

铂力特

展位号 – C10

BLT-S800

铂力特是国内领先的金属增材制造技术全套解决方案提供商，其产品广泛应用在航空航天领域：

格栅类零件：与传统采用铸锻结合或钣金焊接工艺相比，金属3D打印生产的格栅类零件设计自由度高，成本低，重量轻，加工周期短。

复杂流道零件：飞机零部件中有很多复杂流道类零件，此类零件流道复杂，气密性要求高。采用传统铸造工艺复杂，制造周期长。采用金属3D打印技术，可缩短加工周期、提高成品率并实现大幅度减重，降低综合使用成本。

不锈钢高稳定结构：该零件为卫星用高热稳定关节结构零件，零件为拓扑构型，内部填充有点阵结构，采用线膨胀系数低的因瓦合金打印成形。

铝合金肼瓶支架：该零件壁厚薄，内部布满点阵结构，整体尺寸大，传统工艺无法加工制造，采用激光精密成形可一体成形，制造周期短，变形可控。

汉邦科技

展位号 – C32

BHBD-1500

汉邦科技致力于成为金属3D打印行业大工匠。依托强大的先进装备设计与制造能力，目前已成功研发大、中、小各类型号共23款机型，产品矩阵完整。成功研发的HBD-400、HBD-1000及HBD-1500等多光路大尺寸设备，目前已与多家顶级科研院所和航空航天公司达成稳定合作并批量供货。汉邦科技致力于成为金属3D打印行业大工匠。依托强大的先进装备设计与制造能力，目前已成功研发大、中、小各类型号共23款机型，产品矩阵完整。成功研发的HBD-400、HBD-1000及HBD-1500等多光路大尺寸设备，目前已与多家顶级科研院所和航空航天公司达成稳定合作并批量供货。

邦科技生产的HBD-1500是一款增高型大尺寸高效高品质金属3D打印装备，双/ 四激光可选，完善的粉末管理，安全长效过滤系统，成熟优秀的风场设计，稳定智能的多光路设计与管控，满足更高尺寸、高强度、持续性生产需求，专注于航空航天、汽车零部件制造等领域。

升华三维

展位号 – B71

深圳升华三维科技有限公司成立于2017年6月，中国金属·陶瓷间接3D打印技术的开拓者和领航者，是一家专注于金属/陶瓷间接3D打印装备及材料研发生产的国家高新技术企业，致力于金属•陶瓷间接3D打印技术的推广及应用，产品广泛运用于航空航天领域当中，其核心产品工业型独立双喷嘴3D打印机UPS-250及大尺寸独立双喷嘴3D打印机UPS-556均采用独立双喷嘴设计，可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷不同种类材料的复合产品开发，实现复杂结构和产品的成形，具有操作简单、工业型、高精度、高质量、高性价比等优点。

易加三维

展位号 – B46

易加三维成立于2014年，是国家和中关村高新技术企业。公司致力于研发和推广工业级3D打印（增材制造）系统与应用技术，专注研发、生产、销售工业级金属3D打印装备与非金属3D打印装备、打印材料及应用软件，是国内技术实力领先的工业级3D打印装备制造商与应用方案供应商。

目前，先进的燃料空气组合喷嘴往往采用燃油喷嘴+单级或多级旋流组件组成，燃油喷嘴存在流道小孔、燃料管道、旋流叶片及复杂混合腔道的组件，优化后的喷嘴结构设计，其生成的旋流火焰可以满足燃烧室的点熄火、燃烧效率、排放物和出口温度的指标要求，并改善雾化质量。

按照传统制造工艺，需要将喷嘴分拆为多个零件进行加工后组装，而组装、焊接等二次加工工序会造成结构强度、应力等性能指标的降低;在加工和装配的过程中，还需要设计多个工序来保证尺寸、精度、粗糙度和密封性都符合使用要求，这大大增加了喷嘴的制作周期与技术难度。

金属3D打印技术的出现和成熟，让燃油喷嘴的设计与制造都产生了显著的变革。整个喷嘴一体成型无需组装：由于增材制造技术不存在焊接、拼接等二次加工工序，多部件一体成型，燃油和空气流道的完整流通性可以得到更好的质量保证，还能够大幅缩减加工周期。

镭明激光

展位号 – C01

天津镭明激光科技有限公司专注为全球提供高端增材制造设备、配套辅助设备等个性化整体增材制造方案及相关业务服务的高新技术企业，拥有一支技术精湛的设计、研发、制造、应用研发团队，在金属增材制造领域已取得突破性进展此航天器结构件是采用钛合金研发制造、包络尺寸为长短轴在550至700mm的十字连接椭圆形结构件。此航天器结构件成形采用的金属3D打印技术为激光选区熔化成形技术。

激光选区熔化成型技术成形的零件致密性好，能够成形高精度复杂异型金属零件。因其具有组织致密、综合性能优良的特点，在国内外已得到了普遍重视，并具有一定程度商业化应用。众所周知，航天器通常由众多复杂零部件构成，而这仅仅只是其中之一。如果能在更多的零部件尤其是大型结构件上实现晶格结构及金属3D打印，发射中的燃料成本将可以大大节约！这对于金属3D打印在航天航空领域的应用无疑具有里程碑式的重要意义。