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利用F450和F370的“組合技”瓦解原型制造難題

2022-11-23

總部位于英國的MarshallAerospaceandDefenceGroup是全球最大的私營航空航天與國防公司之一，為海、陸、空打造創(chuàng)新的解決方案。Marshall專門從飛機(jī)的改裝與改造，以及國防車輛設(shè)計和庇護(hù)所建造。

對快速、復(fù)雜原型制作能力的需求

為提高響應(yīng)性、減少生產(chǎn)時間和成本，同時保持創(chuàng)新性，Marshall決定采用先進(jìn)的增材制造技術(shù)，以尋求可行的解決方案。該集團(tuán)目前使用基于Stratasys?FDM?技術(shù)的Fortus450mc?和F370?3D打印機(jī)制作原型、先進(jìn)模具和最終零件。

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此外，MarshallAerospaceandDefenceGroup的LandSystems部門借助3D打印機(jī)在一天之內(nèi)為客戶提供概念驗證結(jié)果，過程流暢且具有成本效益。

“LandSystems需要在不使用復(fù)雜機(jī)器的情況下創(chuàng)建出極復(fù)雜零件的原型。在內(nèi)部安裝F370，就相當(dāng)于擁有了一個易于使用的系統(tǒng)，可以在整個原型制作流程中提供可靠的結(jié)果。在以前，我們需要將原型制作工作外包，這會給生產(chǎn)效率造成一定阻礙。”

——StuartDean

MarshallLandSystems的設(shè)計經(jīng)理

見識3D打印的效率

生產(chǎn)上的任何停滯通常都會帶來成本不菲的挑戰(zhàn)。但是，通過在內(nèi)部進(jìn)行增材制造，MarshallAerospace能夠最大限度地減少模具更換、提高對工程師設(shè)計需求的響應(yīng)速度，并打造更多創(chuàng)新型的模具解決方案。

使用StratasysNylon123D打印的成型模具

在該集團(tuán)另一部門，增材制造還被用于小批量生產(chǎn)。如果使用傳統(tǒng)方法，模具通常用鋁材來制造，這不僅成本高昂、耗費時間，而且留給設(shè)計靈活性的空間非常有限?，F(xiàn)在，該團(tuán)隊使用3D打印機(jī)生產(chǎn)模具，效率得到顯著提升。

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“我們目前定期生產(chǎn)小批量的定制化模具，在工程師提出需求的24小時內(nèi)便可交付，而且成本只占鋁制模具的一小部分，使用高性能的工程級熱塑材料，我們可以為特定作業(yè)生產(chǎn)定制化的模具，并且模具的質(zhì)量可重復(fù)、可預(yù)測?！?nbsp;

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

Marshall使用Stratasys增材制造生產(chǎn)的其他模具包括鉆頭夾具、掩蔽模板、粘合固定裝置和復(fù)合模具。

“我們制作的所有模具都有不同且通常很獨特的要求。我們平時傾向于使用ASA或Nylon12。但是，3D打印機(jī)讓我們可以根據(jù)應(yīng)用需求，在廣泛的材料中靈活選擇?！?nbsp;

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

3D打印可供飛行使用的零件

在接到制作管道適配器原型的任務(wù)時，該團(tuán)隊選擇了3D打印技術(shù)。管道適配器是當(dāng)飛機(jī)停在地面時，為飛機(jī)提供新鮮空氣以冷卻其航空電子設(shè)備的必要元件。

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“在開始昂貴的鋁加工之前，我們使用Fortus450mc和ASA材料3D打印了一個原型。這使得我們能夠為該復(fù)雜組件制作精確的功能性原型，然后用其進(jìn)行演示。與使用鋁材加工零件相比，3D打印的管道節(jié)省了大量成本，并且總體重量也減輕了63%?！?nbsp;

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

經(jīng)過飛行認(rèn)證的3D打印空調(diào)管道成品，采用StratasysULTEM?9085樹脂在Fortus450mc中3D打印而成。

給團(tuán)隊留下深刻印象的不僅僅是其功能性?？傮w而言，與使用鋁材相比，使用Nylon12制作這個零件只消耗了全部材料和加工成本的一小部分。該團(tuán)隊并不僅僅只為在地面設(shè)備的生產(chǎn)上使用3D打印。如今，由于航空航天團(tuán)隊具備了通過3D打印制作出精確、可重復(fù)且可靠零件的能力，已有多件3D打印的管道應(yīng)用在了不同的飛機(jī)上。

“我們在為最復(fù)雜的工程項目制造零件時，需要能高效率地制作出復(fù)雜、輕量的功能性管道，而3D打印完全符合這一需求。同時，我們還需要確保生產(chǎn)出來的管道能夠通過EASA的飛行審批，因此，我們使用ULTEM?9085樹脂熱塑材料，這種3D打印材料堅韌但輕量，且具有高耐熱性和耐化學(xué)性。這對于通過認(rèn)證的挑戰(zhàn)來說至關(guān)重要，因為我們現(xiàn)在可以3D打印出火焰、煙霧和毒性達(dá)到飛行標(biāo)準(zhǔn)的零件。”

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

“ULTEM?9085樹脂是航空航天級的材料，具有記錄的可追溯性，使我們能夠驗證這些零件是否能夠用于飛行?！?nbsp;

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

該集團(tuán)各部門均著眼于在其承接的所有項目中增加增材制造在最終零件上的使用。

“FDM技術(shù)改變了我們的工作方式，而航空航天級的3D打印機(jī)和材料則讓我們能夠滿足所有生產(chǎn)要求。如今，我們已成功確定了可以在飛機(jī)的哪些方面使用3D打印零件進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高利潤。今后，3D打印無疑將繼續(xù)對我們的飛機(jī)設(shè)計和制造發(fā)揮重要影響。”

——ChrisBotting

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