歐洲航空安全局批準首個在飛機上使用的3D打印承重金屬部件

將3D打印技術用于民航飛機備件生產已有多年時間，但絕大多數是塑料制成的，金屬部件甚至是承重部件則受到嚴格管制。近日，3D打印技術參考獲悉，歐洲航空安全局批準了第一個在飛機上使用的3D打印承重金屬部件——用于IAE-V2500發動機防冰系統的“A-Link”，該發動機為空客A320提供動力。

A-Link（A形連桿）由3D打印服務提供商Lufthansa Technik和空客子公司Premium AEROTEC開發，其作用是在發動機進氣罩上固定一個環形熱空氣管道，后者可防止在飛行操作期間結冰，一臺發動機上總共有九個A-Link零件。然而，發動機在運行過程中發生的振動會導致A形連桿在其安裝孔處磨損，因此每隔幾年就需要更換備件。

由于A形連桿需要暴露在高達300攝氏度的溫度下，因此采用鈦合金制成。最初，該組件通過鍛造工藝制造，以滿足對材料性能的最高要求。然而，制造團隊所開發的新制造方案通過激光粉末床熔融金屬3D打印逐層制造，在生產時不需要夾具或模具。此外，該過程可以節省材料，在3D打印之后，僅需要在某些功能表面上進行非常小程度的材料去除。

在金屬增材制造方面，零件的機械性能受到打印參數的嚴重影響，因此，工藝認證是一項復雜但至關重要的過程。為了驗證A形連桿的3D打印工藝，Premium AEROTEC使用原型樣本進行了“大量”打印測試，以微調構建的可靠性和可重復性。在增材制造中，相同部件之間的尺寸差異始終存在問題，但歐洲航空安全局認為A-Link在這方面是安全的。測試的目的之一是與鍛造工藝的性能相匹配，Premium AEROTEC所打印的零件最終證明抗拉強度優于傳統制造的同類產品。

作為認證過程的一部分，Lufthansa Technik擴展了其為歐洲航空安全局提供服務的能力，其中包括金屬3D打印。Premium AEROTEC首次向空客集團以外的客戶提供系列3D打印組件——第一批A形連桿零件將用于漢莎航空機隊。

漢莎航空技術公司首席運營官表示，多年來他們一直在使用3D打印為飛機機艙生產部件，其中絕大多數是塑料制成的。使用金屬3D打印零件用作飛行承重部件則是首次，通過這種方式，不僅節省了相關組件的成本，而且還定義并驗證了將這種開創性制造方法應用于結構相關金屬部件的所有必要流程。

因為A形連桿零件的幾何形狀仍與原始零件基本一致，因此，承重金屬備件的首次航空認證目前僅代表雙方合作的第一步，未來還將利用增材制造的優勢對幾何形狀進行有針對性的優化。從理論上講，增材制造組件的成型沒有限制，因此它們可以更容易地生產，使用更少的材料，同時保持相同的強度和功能。雙方都打算在不久的將來進一步開發這些可能性。