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3D打印正在蓬勃發(fā)展,特別是在航空航天領(lǐng)域。盡管如此,在未來幾年中,經(jīng)典的金屬加工仍將是關(guān)鍵過程。畢竟,以千分尺精度進(jìn)行精加工并仔細(xì)精加工組件仍然很重要。
對(duì)于渦輪螺旋槳渦輪機(jī),“ Catalyst”這個(gè)名字聽起來并不特別壯觀。但是,顧名思義,再次看時(shí),事情會(huì)變得更加令人興奮。美國(guó)制造商GE Aviation的裝置不僅將用于小型飛機(jī),而且代表著一項(xiàng)工程學(xué)成就,有望樹立先例。這是因?yàn)闇u輪機(jī)僅包含12個(gè)組件,所有組件都是使用3D打印生產(chǎn)的。根據(jù)GE的說法,使用常規(guī)制造工藝生產(chǎn)的這種渦輪機(jī)目前包含855個(gè)獨(dú)立零件。“催化劑”的總重量降低了約5%,而燃油消耗卻提高了20%。
3D打印在其他任何行業(yè)中都沒有航空業(yè)那么重要,因?yàn)楹娇諛I(yè)幾乎覆蓋了市場(chǎng)的五分之一。其背后的關(guān)鍵原因是“少量”的生產(chǎn)。相比之下,2018年生產(chǎn)了約8000萬輛乘用車,而兩個(gè)重要的商用飛機(jī)制造商波音和空中客車公司的生產(chǎn)線只有1600架下線。飛機(jī)又大又復(fù)雜,因此精心制造它們是需要時(shí)間的。這使得3D打印相對(duì)緩慢的過程得以展示出其優(yōu)勢(shì)-對(duì)于小零件,但對(duì)于大型,復(fù)雜的零件,也越來越多。
3D打印使用鋼,鈦或鋁之類的原始金屬(通常呈粉末狀或作為金屬絲)從頭開始制作零件。激光用于熔化粉末,然后根據(jù)先前定義的CAD數(shù)據(jù)逐層施加粉末,直到創(chuàng)建所需的形狀。該工藝不僅可以生產(chǎn)出復(fù)雜的幾何形狀(如“催化劑”渦輪機(jī)一樣),還可以設(shè)計(jì)出多功能零件。由于過去每個(gè)部分都只有一個(gè)功能,所以這是3D打印令人印象深刻和破壞性的功能之一。這樣就不再需要傳統(tǒng)金屬加工中必需的各種生產(chǎn)步驟,而僅需要相當(dāng)少量的有時(shí)昂貴的原材料。
這些好處正在幫助3D打印逐步在工業(yè)生產(chǎn)中立足。根據(jù)市場(chǎng)研究公司IDC的數(shù)據(jù),在2015年2020年之間,對(duì)該技術(shù)的投資每年以驚人的速度增長(zhǎng)24.1%。根據(jù)咨詢公司PwC Strategy的預(yù)測(cè),3D打印產(chǎn)品和技術(shù)市場(chǎng)可能會(huì)以每年50%的速度增長(zhǎng)。到2030年,這一數(shù)字將以每年13%到23%的速度增長(zhǎng)。屆時(shí),市場(chǎng)總量將達(dá)到226億歐元。
但是,這些預(yù)測(cè)也引發(fā)了有關(guān)3D打印帶來的巨大,快速和根本性變化的疑問。真的會(huì)改變所有用于金屬零件的傳統(tǒng)生產(chǎn)程序嗎?將來仍將需要哪些過程和步驟,而將不需要?這將如何影響附加值鏈和相關(guān)公司的角色?
“在航空航天工業(yè)中廣泛使用3D打印并不意味著金屬加工的終結(jié)。”
FUCHS產(chǎn)品管??理金屬加工潤(rùn)滑劑主管MARK HOWE
“在航空航天業(yè)中廣泛使用3D打印并不意味著金屬加工的終結(jié),” FUCHS產(chǎn)品管??理金屬加工潤(rùn)滑劑負(fù)責(zé)人Mark Howe預(yù)測(cè)。“將來我們?nèi)詫⑿枰饘偌庸ひ骸?rdquo; 到目前為止,下游供應(yīng)商及其分包商通常已為OEM和主要供應(yīng)商提供了幾乎*精加工的金屬零件,然后將它們安裝在飛機(jī)上。“但是,使用3D打印意味著將來這種“粗加工”的很大一部分將消失,” Howe說道。作為回報(bào),關(guān)鍵參與者將使用3D打印過程自己生產(chǎn)越來越多的零件。但是,仍然需要針對(duì)組裝進(jìn)行優(yōu)化。”
盡管3D打印正在獲得*,并且可以用于生產(chǎn)日益復(fù)雜的零件-它無法提供具有微米精度的精加工,包括任何必要的表面精加工。“如此精密的工作幾乎總是需要銑削,鉸孔,鉆孔和磨削,而所有這些都必須做到非常嚴(yán)格的公差,” Howe解釋說。“金屬零件必須非常精確地加工并配合,特別是在航空業(yè)中,其極其嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。”
“冷卻潤(rùn)滑劑在金屬加工領(lǐng)域有著廣闊的前景。”
FUCHS產(chǎn)品管??理金屬加工潤(rùn)滑劑主管MARK HOWE
將來,越來越多的此類精加工過程將在OEM及其主要供應(yīng)商處進(jìn)行。Mark Howe評(píng)論說:“在即將到來的產(chǎn)量增加過程中,所有這些活動(dòng)實(shí)際上都在加劇,這是滿足需求的一種方式。” 需求也不可低估,因?yàn)橐呀?jīng)訂購(gòu)了13,000架商用飛機(jī)。以目前的生產(chǎn)率,這將需要八年左右的時(shí)間,而商用飛機(jī)的年增長(zhǎng)率將達(dá)到4.5%。這些事實(shí)和數(shù)據(jù)使FUCHS經(jīng)理有理由感到樂觀:“冷卻潤(rùn)滑劑在金屬加工領(lǐng)域有著廣闊的前景。”
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