長期投身于3D打印行業，我發現自己總是戴著“增材制造的有色眼鏡”觀察這個世界。最明顯的例子就是，當我在乘坐飛機時總是在機艙里反復觀察，希望能看到越來越多的增材制造（AM）部件得到實際應用。

飛機壽命通常都有二三十年，因此，飛機的保養、維修和大修（MRO）以及翻新已發展成為必要的大規模服務板塊。回想一下自己過去幾年里乘坐的每架飛機，有些飛機是否還裝有上世紀八十年代的充電插座？飛機并不能一夜之間更新到滿足當前消費者預期的程度。然而，據《空客全球市場展望》預測，商用飛機升級服務的市場在未來20年內的價值將達1800億美元 。

航空航天應用占增材制造行業的18.9%，該比例較2017年上升了0.7個百分點。增材制造給航空航天產業帶來不少福音，包括：零件整合； 庫存減輕；按需制造；輕量化降低成本和燃料消耗量。對于時間較緊張的零部件更換，停機時間必須保持在最短，交付速度是至關重要的一種因素。

“層對層”項目

阿聯酋阿提哈德航空公司嘗試利用3D打印技術降低飛機維修成本

你可以3D打印整架飛機嗎？總部位于柏林的BigRep希望通過與阿提哈德航空工程公司合作的“層對層”戰略從內部角度回答這個問題。這意味著這家大型3D打印公司正密切關注著你在機艙中看到的每一個零件，探索增材制造在哪些方面可提供更好的解決方案。

BigRep全球戰略總監Daniel Büning說，“目前，公司正與阿提哈德工程公司的創新部門合作識別機艙內哪些零件（主要是大型零件）適用于3D打印。打印部件可以是頭靠、側壁板或座椅或娛樂系統的組成部分。核心理念是與其首席設計師和工程師合作，為增材制造機艙設計建立一套全新的數字化工作流程。”

阿提哈德正在利用BigRep的大型FDM 3D打印系統，且很快便會在位于阿布扎比的創新中心內展示，針對新飛機重新構思非飛行部件，并對安裝進行優化改造。阿提哈德航空公司的維修部門是經歐洲航空安全局授權的第一家通過認證、并能制造和內部使用3D打印零部件的航空公司，其在某些方面已經取得重大突破，在業內有明顯優勢。

Büning補充道，“試想一下，你有一架服役30年的飛機，而且每隔5到10年就需要進行翻新或改型。其中涉及到的每個零件均須進行認證。如果你無法自己或通過經認證的合作伙伴實現此操作，那么就會構成嚴重的問題。”

更進一步講，BigRep已將“數字智能”嵌入到零件中，與之相結合的還有數字化定制設計方法。復合制造也在探索中，采用現成6軸工業機器人打印到半成品零件上，作為“數字價值附加”。第一個成功證明概念的是用BigRep ONE全尺寸打印的空客A320側壁。掃描零件創建“數字孿生”，用于向機器人提供零件幾何形狀相關信息，并打印導電軌、天線和裝飾性特征。

Büning評論道，“作為一名創新總監我始終認為，如果實現了功能整合，增材制造一定會獲得飛躍。具備雙重擠壓工藝（也就是復合材料加工）和適當的材料（例如導電或電容性材料）之后，在單一工藝鏈中嵌入結構和功能特性可極大簡化制造過程。在我看來，這是一個必然的發展方向，而這正是BigRep力推此種做法的原因。”

客艙內部大量零部件 可利用3D打印加工或翻新

該項目是BigRep內部創新部門NOWlab@BigRep的組成部分，該部門負責研究未來五到十年內行業的發展方向。因此，雖然這些零件不會馬上應用到商用飛機機艙上，但將來在功能集成及成本和時間縮減方面的應用潛力十分可觀。

認證就緒

在迪拜，作為阿聯酋最大航空公司的組成部分，阿聯酋航空工程公司近兩年一直在積極探索機艙部件的3D打印應用，他們最近開始與3D Systems展開合作。近日，該公司在為空客和波音各型號飛機提供維修服務時采用選擇性激光燒結（SLS）為機艙來生產視頻監視器護罩。

第一批產品是與UUDS合作打印的，該公司總部位于法國，是一家歐洲航空工程與認證機構及服務提供商；打印所用材料為3D Systems新型Duraform ProX Fr1200材料，一種阻燃尼龍-12熱塑性塑料。3D打印的監視器護罩比采用傳統方法制造的部件輕9-13%，可顯著降低整個機隊的燃料排放量和成本。這些零件經過了一系列的測試，在安裝到阿聯酋航空的飛機上之前接受了歐洲航空安全局的認證。

阿聯酋航空已使用增材制造技術開發經歐洲航空安全局認證的機艙通風格柵，這些格柵于去年年底開始安裝用于機載試驗。兩種部件目前均在進行評估，之后將推廣至阿聯酋航空的所有飛機。

作為全球第二大航空航天制造商，空客公司對增材制造技術并不陌生，他們已經利用聚合物技術生產了數千種零件，包括塑料支架、夾子和夾持裝置等。空客最近與Materialise合作，利用增材制造技術生產一種隔板，其位于商用飛機上方儲物箱旁，并將成為芬蘭航空公司空客A320系列噴氣式客機使用的第一批機艙3D打印部件。對于乘客而言，該部件從外觀上看沒有任何不同，但實際上，其仿生設計使得產品重量比原先減少了15%。

Materialise制造項目經理Edouard de Mahieu說，“傳統制造讓維修經理按規模思考制造問題，以確保成本效益。增材制造改變了游戲規則，因為它甚至可以實現單個零件具有成本效益的生產。即便是高度定制的零件，增材制造也能實現按需生產。最終，當備件生產不再受制于規模效益時，增材制造就體現了它強大的優勢。”

該隔板采用Materialise經認證的增材制造工藝生產，然后根據空客客艙要求進行涂裝，全部采用經空客公司認可的阻燃材料。這家比利時公司經認證的增材制造設施已通過多項關鍵認證，包括ISO 9001制造認證以及EASA 21.G航空航天工業認證，公司已開始為空客A350 XWB生產可用于飛行的零部件。Materialise將該過程描述為“不僅僅是3D打印”，而是“整個質量體系”。

數字化生產應用于航空業 已經通過認證證明可靠

Mahieu繼續說道，“增材制造質量在價值鏈每個階段都可能受到影響。因此，我們針對制造過程的每個步驟（從數據采集到建造準備，從生產到后處理，以及最終質量控制環節）都定義了質量監管過程。為確定并優化這些過程，我們與客戶密切合作，了解其質量要求，并將其無縫融合到我們的基礎架構和工作流程中。”

節省時間

新航工程公司（SIAEC）最近與Stratasys成立了一家合資公司，為商業航空公司的零件制造創建增材制造服務中心。這家新加坡公司為全球80多家航空公司提供MRO服務。結合新航工程公司的MRO專業知識和Stratasys在增材制造領域的領先技術，此次合作旨在發掘3D打印在航空業內的各種可能（無論是先進工具還是終端機艙零件）。
　
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