最新研究证实3D打印部件可使飞机减重7%

努力减轻零部件的重量是航空航天企业打造更时尚、更轻、更高效的飞机的一个关键因素。 这中间每一克重量的节省都意味着他们的航空公司客户燃料的节约，并且能够帮助他们削减碳排放。

近日，美国西北大学Robert R McCormick工程和应用科学院的Eric Masanet教授称，已经证实——使用3D打印的金属部件可以使飞机的重量减轻高达7％！这是一个具有突破意义的数字。

这项研究得到了美国能源部先进制造办公室的资助。在研究过程中，参与人员使用来自航空业的数字分析了使用增材制造和3D打印，来制造基于尖端材料的更轻、更高效金属部件对于整个飞机制造周期的综合影响。

Eric Masanet教授

除此之外，这次研究还发现，3D打印技术在降低生产浪费方面也能起到关键作用。在实践中，这也意味着使用增材制造工艺将节省数千吨的铝、钛和镍等材料。

“航空业是最早采用3D打印技术的行业之一，”Masanet说。“这中间的主要动机是飞机往往会需要一些非常昂贵的轻质金属合金，而这在传统制造过程所费不菲。”

据Masanet称，他的研究团队的分析也确认了一个事实，即与3D打印和增材制造的部件所需要的能量与传统制造方法相比削减了1/3至1/2。

总而言之，Masanet说增材制造和3D打印关键部件将减少飞机燃油消耗约6.4％。

Masanet称这是未来飞机制造可提升的效率空间的一部分。“由于传统制造方式的限制，我们不得不采用次优的设计。”Masanet说。“但是当你可以以逐层的方式进行制造的时候，这些制约因素就减少了。”

该案例研究结果发表在今年5月发行的《Cleaner Production》杂志上，Masanet实验室的Runze Huang是该论文的第一作者。Matthew Riddle和阿贡国家实验室Diane Graziano也参与了此次研究。

据Masanet称，传统制造航空部件的方法往往会产生不必要的浪费。举例来说，使用常规方法制造一公斤重的托架往往需要10公斤的原料。

虽然目前机翼的变化和更大的结构件都牵涉到了另外的技术，但是，研究人员称增材制造使用制造一些较小部件如支架、铰链等理想的方法。一个这样的支架在使用增材制造方式之后其重量能够从1.09公斤减少到只有0.38公斤。