3D打印技術參考注意到,全球領先的航空航天一級供應商GKN Aerospace在航空發動機3D打印領域取得最新進展,并公布了針對該技術的戰略布局。
該公司對3D打印技術的探索已有20余年,早期主要研究以金屬絲材為基礎的沉積工藝。在2001-2012年間,GKN進行了一系列關鍵收購,先后將波音結構業務工廠、空客Filton工廠以及瑞典沃爾沃航空納入麾下。
這些工廠均與航空金屬結構件和發動機零部件制造相關,為后續探索3D打印技術應用場景奠定了基礎。
3D打印技術參考查詢到,GKN已構建起以激光絲材沉積和激光粉末床熔融為主的3D打印工藝體系。
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2017年,GKN將散落在各事業部的3D打印業務整合,正式成立了集團級增材制造部門,實現了資源集中和統一協調。2018年在馬來西亞建立了首個專注3D打印技術的航空發動機維修工廠。2024年,再次投資5000萬美元,提升集團增材制造生產能力。2026年推出了“模塊化增材制造生產概念”,主要推動在全球其他地點快速部署該技術。
GKN目前較為典型的案例是,使用激光送絲3D打印工藝制造的風扇機匣安裝環(FCMR,為普惠齒輪傳動渦扇發動機生產的結構件),這是一個典型的金屬3D打印大尺寸零件,在2025年已實現全面量產。
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該公司表示,這是美國FAA目前批準的最大尺寸3D打印部件,它的批量生產是工業發展和3D打印技術應用認證的重大里程碑。據筆者查詢,該部件主要用于空客A220和巴航工業E195-E2等飛機。
FCMR部件的3D打印產量目前為每月約30件,2026年底將提升到40件,目前已交付600多件
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對于3D打印技術的應用效果,GKN表示主要體現在材料節省、優化設計減重、降低成本、減少制造周期、掌控供應鏈以及提升“購買飛行比?"等方面。
與傳統制造方法相比,每件零件的材料浪費減少了約40%。未來,GKN航天預計實現材料節省超過70%,同時將交貨時間從九個月縮短至最短四周。
優化設計減重,主要體現在3D打印可以大量合并零件實現整體部件直接制造,減少了大量螺栓等連接件的重量;以及可以通過拓撲優化結構減少材料使用量。減重的同時也降低了成本,提升了燃油效率,降低了購買飛行比。
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GKN表示,公司制定了復雜的長遠產品規劃,其正在將FCMR部件的應用經驗,擴展到更多發動機項目和組件類型中。目前正在推動的認證部件包括“內外環結構”和“分體式發動機箱體”。
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3D打印技術參考注意到,GKN與普惠、GE航空航天、羅羅、賽峰等發動機制造商開展了深度合作。
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具體案例包括,它為GE的GEnx和GE9X發動機提供3D打印制造服務;為CFM國際的RISE開放式風扇驗證機制造了直徑近2米的鈦合金機匣,是該公司目前最大的全增材制造部件。
總的來說,GKN在航空增材制造領域,正在推動從單一部件量產走向多品種、復雜結構件開發,并與主要發動機制造商共同推進3D打印技術的認證、應用進程以及規模。
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