3D打印技术应用于航空维修中的路径

2022-04-11 22:48孙伟萍
科学家 2022年3期
关键词:航空工业航空复合材料

孙伟萍

摘要:航空工业作为我国国防中的重要内容,航空维修更是其中的关键部分,为了保证航空维修的效果,加强了3D打印技术在其中的有效应用。此技术能够对机体结构进行科学布局,对航电和军械等设备进行完善和改进,从而进一步提高航空维修的效果。

关键词:3D打印技术;航空;维修

在我国科学技术水平不断提高的背景下,3D打印技术在我国航空装备维修中已经得到了有效应用,这对当前我国航空事业的发展起到了一定的推动作用。同时,3D打印技术在航空维修中的应用,还能够及时发现设备在运行中的问题,对破损零部件进行改进,优化设备的生产流程,进而对特殊零件进行有效维护和生产。

一、破损零部件的生产

3D打印的专业名称为“增材制造技术”,此技术诞生于20世纪,目前已经被应用到了航空维修领域中。相关学者在对3D打印技术的优势进行分析时,发现其具有高效和工作强度大等特点,能够制造出人工与传统机械设备,不能制造的零部件。由于航空工业对相关设备以及零部件的精度要求比较高,属于一个知识密集型的产业,并且每一个精密仪器的开发一般都需要比较长的时间[1]。

因此,3D打印技术在当前的航空装备制造领域已经得到有效应用。在对航空装备进行维修时,科学应用3D打印技术,能够积极发挥其自身特有的分散性制造特点,对整个的部件拼接零件进行优化。通过应用远程控制技术和材料熔化技术等,对材料进行加工,促进其生成图纸所描绘的形状,将不同部分零件更加有效地叠加到一起,在此基础上构成完整的零部件。然后通过专业技术人员的组装,更加迅速地运往到所需要的场合。

同时,3D打印技术在航空中的有效应用,能够为航空工业的稳定发展提供新机遇,对现有的制造维修方式进行创新,引入先进的航空装备维修方法,在提高维修效果的同时,不断降低工人的劳动成本,降低工程的难度,在保证航空工业安全性的同时,优化航空装备维修流程。在对破损零部件进行更换和制造时,发现有的零部件,并不能及时找到合适的替换品。因此,在这种情况下,要加强对3D打印技术的有效应用,结合需要更换破损零件,制造出满足航空发展的替换零件,强化维修效果,节约制造成本。

二、缩短供应链,减轻维修人员的工作压力

由于在我国当前航空工业这个系统中,维修人员的工作量比较大。特别是仓储和运输部门,每天的工作压力在不断增加。然而,3D打印技术应用于航空维修中,能够适当促进维修零部件的实际生产速度,在提高维修质量的同时,保证设备运行的安全性,在此基础上减轻维修部门的工作压力,加强对维修成本的有效控制。同時,3D打印技术还可以促进航空应用材料向着数字化的方向发展,通过对计算机技术的应用,存储设计的数据信息,通过数据信息,实现对航空零件的有效生产[2]。

维护人员还要对物资存储方式进行创新,加强对设计数据信息的整合和存储,节省存储空间,降低维修对成本。现如今,随着我国3D打印技术的快速发展,各种新技术在航空装备维修中得到了有效应用。在具体的维修中,能够将所需要的维修零部件,应用3D打印技术进行打印,在缩短零件生产和制造时间的同时,减少供应链时间,健全航空装备维修机制,促进航空装备的维修速度。此外,加强对3D打印技术的有效应用,还对可以缩短航空设备的维修时间,优化和完善零部件供应链,提高生产加工的效率,进而形成良性的循环系统。

三、复合材料的制造

最近几年,我国飞机机型正在不断升级,但是在军机维护中,存在部分零件加工内容多和维修难度大等问题,并且整体的加工费用也比较高,采购的周期长,这会对军机修理的周期带来影响。如,在对卡箍类零件进行修理时,其需求量少,工艺比较复杂,如果应用传统的加工方式,一般需要3套模具和工装等设备,才能够保证产品满足航空工业发展的要求。但是,在具体的采购中,发现一些零件制造厂已停产,并不能满足航空发展的要求。通过对3D打印系统的应用,可以对特殊零部件的数模进行编程,使用3D打印的激光烧结技术,打印出其所需的零件,进而满足现阶段我国航空工业生产和发展的需求[3]。

复合材料作为当前航空领域中的新兴材料,在维修中得到了有效应用,但是此材料在应用中存在成本高和工艺难度大等问题,更在一定程度上限制了维修的能力。因此,3D打印技术不能只应用于金属与非金属材料的对制造中,还需要加强其在碳纤维这类复合材料中的有效应用。

在 3D打印技术上,能够制造出比较立体的网格型结构。研究发现,利用树脂固化等复合材料,具有非常好的强度,在飞机制造中的有效应用,可以适当增加复合材料的使用量,对航空维修的流程进行优化,从而进一步延长航空设备的使用寿命。

四、实现对特殊零部件的生产

在对航空设备进行维修时,受到一些客观因素的影响,并不能及时找到合适的零部件进行替代,存在部分零部件加工难度大和成本高等问题,采购的周期也比较长,有的时候甚至找不到购买品。如果不及时解决上述现象,就会对维修工作的稳定运行带来影响[4]。

例如,某个航空设备年代比较久远,所使用的频率也非常低,但是其在某些场合,还可以执行起飞任务。大部分生产厂家在发展中,为了获得更多的效益,已经淘汰了老旧设备,并且某些零部件已经不再生产,这会对老旧飞机的稳定运行带来影响,导致零部件出现断层等问题。然而,在航空设备的制造和维护中积极引进3D打印技术,可以对特殊和复杂的零部件进行有效生产,采用现代科技将其打印出来,保障一些老旧设备能够正常应用。

同时,3D打印技术不仅能够强化航空装备维修的效果,在具体的生产中,并不需要设计专门的模具,仅仅应用3D打印技术,就可以促进二维图样的转变,让其转变为三维CAD模型。然后应用3D打印激光烧结技术,更加精确和快速地打印出所需要的维修零部件,降低零件生产的难度,强化零件的生产质量。最后,在对小型号和不经常应用的航空装备零部件进行生产和维修时,也需要加强对3D打印技术的应用,更好地解决生产成本太高等问题,提高特殊零部件的生产质量,优化航空装备的维修流程[5]。

结束语

由此可见,目前我国航空维修行业中的3D打印技术虽然得到了有效应用,但是其发展并不成熟。对此,要加强对3D打印技术的深入研究,实现对特殊零部件的有效生产,缩短维修的时间,对航空设备中的重要零部件进行三维打印,从而进一步促进我国航空工业的稳定发展。

参考文献:

[1]廖加伟,冯锐.建模软件结合3D打印技术对航空维修行业的影响分析[J].内燃机与配件,2020(11):229-230.

[2]曹宏翼,朱玉波,梁彪,张成丽.逆向技术与3D打印技术在飞机修理中的联合应用[J].世界制造技术与装备市场,2019(04):45-46.

[3]贾婷婷.航空维修中3D打印技术的有效应用[J].粘接,2019,40(08):105-107.

[4]曹宏翼,齐祥,朱晓彤.3D打印技术在航空维修中的应用[J].金属加工(冷加工),2018(09):62-64.

[5]莫伟东.3D打印技术及其在航空装备维修中的应用[J].产业与科技论坛,2017,16(24):78-79.

猜你喜欢
航空工业航空复合材料
航空工业计量所60年发展史的回望与传承
“闪电航空”来啦
“闪电航空”来啦
淬火冷却介质在航空工业的应用
民机复合材料的适航鉴定
复合材料无损检测探讨
航空工业向阳:战略引领 砥砺前行
达美航空的重生之路
TiO2/ACF复合材料的制备及表征
一战航空百年回眸