空客在A350货舱门围板中使用了基于丝材的定向能量沉积技术制造的零部件。
空客报告称,已开始将丝材定向能量沉积(w-DED)部件批量集成到A350货舱门周围区域。这些由空中客车公司设计的部件是为此次探索性阶段而生产的,由一家具备资质的供应商采用等离子体定向能量沉积技术进行增材制造,随后经Testia进行超声波检测,最后在空中客车工厂进行加工和安装。
这些部件在功能和几何结构上与它们所取代的传统锻造部件完全相同,但它们能立即带来实实在在的成本节约。展望未来,下一步的目标是逐步推进,从A350 w-DED部件过渡到其他项目和其他飞机应用中的更关键应用(包括长期计划内的机翼和起落架)。
该技术使用一个配备有钛丝卷轴的多轴机器人手臂,其动作具有精确的数字控制。能量以激光、等离子体或电子束的形式集中投射到丝线上,瞬间熔化丝并将其逐层熔合到表面上。从表面上看,这种方法与焊接类似,但它是由三维模型引导的,从“基础”开始逐层制造出物体,形成所谓的“毛坯”。这个毛坯看起来非常像最终所需的形状,即“近净成形”,随后进行快速机械加工以符合部件设计的精确尺寸。
“w-DED”技术使空客能够从制造小型部件过渡到制造长达七米的大型结构钛制部件。虽然金属增材制造在航空航天领域已有约十年的应用历史,但迄今为止主要应用于小型部件。传统的粉末床增材制造设备通常只针对制造长度小于两英尺的部件进行优化。
而w-DED则使空客能够从制造小型部件转向制造长达七米(超过23英尺)的大型结构钛制部件。这种新工艺有望比粉末床增材制造更快,将每小时的产量从数百克提升至数千克。这一飞跃可能会使增材制造在商用飞机大型结构部件的工业大规模生产中变得可行。
钛因其强度、轻质以及与现代碳纤维复合材料结构的兼容性(如耐腐蚀性、相对膨胀系数等特性)而被选用。但它也是一种高价值原材料。w-DED技术能从源头避免浪费,部件的制造接近最终设计形态,可加工去除的材料极少。相比之下,在传统方法中,可能需要对原本采购的钛材料进行80%至95%的回收利用。
增材制造将传统模锻的交付周期从长达两年缩短至几周。
这项技术还实现了一种名为“专为 DED 设计”的概念。工程师不再需要将复杂部件设计为多个必须连接起来的独立零件,而是可以将其设计为一次性制造完成的单一、复杂且经过优化的部件。这种将多个部件整合为一个部件的能力将简化供应链、减少装配劳动力并缩短生产周期。


