蔣保民

摘要：隨著3D打印技術(shù)的普及，很多行業(yè)開(kāi)始使用該技術(shù)對(duì)設(shè)備零件進(jìn)行生產(chǎn)，節(jié)省了零件的生產(chǎn)時(shí)間，對(duì)行業(yè)的發(fā)展有著極大的推動(dòng)作用。3D打印技術(shù)擁有成型快、浪費(fèi)少的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于零部件生產(chǎn)工作而言意義非凡。航空維修對(duì)于航空行業(yè)的發(fā)展非常重要，可以加強(qiáng)航行的安全性，對(duì)航空設(shè)備存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的解決。隨著3D打印技術(shù)在航空維修方面的應(yīng)用，飛機(jī)零件的生產(chǎn)更加高效，解決了零件生產(chǎn)存在的問(wèn)題。本文研究3D打印技術(shù)在航空維修領(lǐng)域中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：3D;打印技術(shù);航空維修

中圖分類(lèi)號(hào)：V263.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）10-0201-02

0? 引言

3D打印技術(shù)也被稱為增材制作技術(shù)，該技術(shù)發(fā)明于二十世紀(jì)末，通過(guò)信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)建立三維模型，并依據(jù)三維模型各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料的打印，避免了部分零件的生產(chǎn)的人工工作，提高了模型打印的精準(zhǔn)度。因?yàn)?D打印技術(shù)具有優(yōu)良的特點(diǎn)，因此部分零件生產(chǎn)行業(yè)開(kāi)始使用3D打印技術(shù)對(duì)零部件進(jìn)行生產(chǎn)，降低了材料浪費(fèi)的成本支出。航空維修行業(yè)是對(duì)飛機(jī)的設(shè)備與零部件檢查的維修，通過(guò)對(duì)存在問(wèn)題的零部件進(jìn)行更換，提高飛機(jī)飛行的安全系數(shù)，對(duì)于推動(dòng)航空行業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。3D打印技術(shù)在航空維修行業(yè)的應(yīng)用解決了飛機(jī)零部件生產(chǎn)存在的大量問(wèn)題，推動(dòng)航空維修不斷提高自身的發(fā)展質(zhì)量，為世界的航空行業(yè)創(chuàng)造了安全的發(fā)展條件。

1? 3D打印技術(shù)解決航空維修方面零件問(wèn)題

3D打印技術(shù)近年來(lái)在航空行業(yè)方面的發(fā)展情況良好，國(guó)內(nèi)國(guó)外的航空公司早已開(kāi)始對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行試用和使用，利用3D打印技術(shù)對(duì)飛機(jī)零部件進(jìn)行打印（見(jiàn)表1）。由于部分零部件在飛機(jī)航行過(guò)程中較易受損，而且進(jìn)行檢查和維修的過(guò)程中較為復(fù)雜，因此增加了航空維修的成本和時(shí)間，加之飛機(jī)部分零部件的生產(chǎn)較為困難，因?yàn)樵牧喜蛔慊蚴羌夹g(shù)要求較高的等問(wèn)題，導(dǎo)致部分飛機(jī)的零部件生產(chǎn)情況并不理想，對(duì)于航行安全沒(méi)有充足的保障，所以航空維修行業(yè)開(kāi)始使用3D打印技術(shù)對(duì)部分生產(chǎn)要求較高的零部件進(jìn)行生產(chǎn)，通過(guò)對(duì)容易損壞、壽命較短以及需要定期更換的零部件利用3D打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，提高了飛機(jī)零件生產(chǎn)的效率，并且為飛機(jī)的飛行提供了更加可靠的保障，節(jié)省了部分利潤(rùn)較小零件生產(chǎn)的成本，并且加快了零部件制作效率，推動(dòng)航空維修行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。東方航空公司于2020年12月31日，獲得了“零部件制作人批準(zhǔn)書(shū)（PMA）”，成為了中國(guó)第一家使用3D打印技術(shù)進(jìn)行飛機(jī)零部件打印的航空公司。

2? 航空維修領(lǐng)域零部件生產(chǎn)現(xiàn)狀

為了滿足人們對(duì)出行和需求和各國(guó)之間經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，航空行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)非常客觀，但是航空行業(yè)的成本支出同樣很高，飛機(jī)設(shè)備的制造需要較高的技術(shù)，同時(shí)部分細(xì)小零件的生產(chǎn)存在嚴(yán)重的問(wèn)題。而我國(guó)的航空公司目前在設(shè)備的維修方面面臨著飛機(jī)設(shè)備和零部件不足的情況，對(duì)于航空行業(yè)的發(fā)展限制情況嚴(yán)重。目前我國(guó)的航材問(wèn)題主要面臨三個(gè)方面，分別是：

2.1 航材的生產(chǎn)量較少

一般航空維修需要對(duì)飛機(jī)的大量的設(shè)備和零部件進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，必須及時(shí)機(jī)械能更換，但是航材的生產(chǎn)會(huì)根據(jù)飛機(jī)設(shè)備與零部件常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行材料的制作，因此航材只能保障常見(jiàn)問(wèn)題的零部件數(shù)量，如果飛機(jī)部分壽命較長(zhǎng)，質(zhì)量較高的設(shè)備或零部件出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，短時(shí)間無(wú)法采購(gòu)到完善的替換設(shè)備和零部件，特殊情況下，飛機(jī)只能選擇停飛，不可能在完全保障的情況下進(jìn)行航行，如果短時(shí)間內(nèi)無(wú)法采購(gòu)到相應(yīng)的航材進(jìn)行維修，對(duì)于航空公司而言會(huì)造成嚴(yán)重的損失。

2.2 航材庫(kù)存積壓嚴(yán)重

航材設(shè)備的制作成本較高，但是部分設(shè)備具有一定的保質(zhì)期，在一定的期限內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行使用才能保障設(shè)備的質(zhì)量，但是隨著世界航空行業(yè)的快速發(fā)展，部分常見(jiàn)的設(shè)備和零部件生產(chǎn)數(shù)量過(guò)大，但是飛機(jī)設(shè)備的更換需求較小，因此造成了航材設(shè)備的堆積。部分金屬設(shè)備在五年內(nèi)未使用就會(huì)出現(xiàn)生銹的情況，而且一旦設(shè)備未使用時(shí)間超出十年，原本的硫化封嚴(yán)就會(huì)失去原本的效力，直接造成航空公司的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 供應(yīng)鏈的管理問(wèn)題

航材的供應(yīng)鏈指航材的生產(chǎn)廠家、材料管理部門(mén)以及航空維修部門(mén)所組成的整體鏈條，是對(duì)航空設(shè)備和零部件維修、生產(chǎn)、管理、更換進(jìn)行統(tǒng)一流程的線路。因?yàn)楦鞑块T(mén)之間需要進(jìn)行大量的交流，對(duì)飛機(jī)易損設(shè)備和零部件情況進(jìn)行分析，才能對(duì)航材進(jìn)行需求供應(yīng)的生產(chǎn)，因此會(huì)涉及到多個(gè)部門(mén)的合作。各部門(mén)為了盡可能降低自身的資金支出，并且加快航材的供應(yīng)，所以在材料的管理方面很容易出現(xiàn)沖突，造成材料運(yùn)輸某一環(huán)節(jié)的中斷，對(duì)航空公司的正常經(jīng)營(yíng)造成影響，阻礙航空維修行業(yè)的發(fā)展。

3? 3D打印技術(shù)類(lèi)型

3D打印技術(shù)一般分為幾類(lèi)，分別為激光凈成形（LENS）、選區(qū)激光熔化（SLM）、選取電子束融化（EBSM）、電子束熔絲沉積（EBF）、等離子束熔絲沉積（PBF）、等離子束粉末沉積（PBD），在航空維修的零部件打印中，不同的零件因?yàn)樗婕暗纳a(chǎn)技術(shù)有所不同，因此使用的打印技術(shù)不同。我國(guó)東方航空公司在設(shè)備最初嘗試?yán)?D打印技術(shù)進(jìn)行設(shè)備制造的過(guò)程中，首先對(duì)需要進(jìn)行大量采購(gòu)的設(shè)備進(jìn)行研究打印，對(duì)所需設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究，首先在非金屬材料的打印方面取得了成功，根據(jù)民航CCAR25部阻燃要求，進(jìn)行了非金屬設(shè)備的打印。根據(jù)對(duì)圖1進(jìn)行分析，可以了解到3D打印技術(shù)在航空維修方面的應(yīng)用增加了一定的技術(shù)難度，但是能夠進(jìn)行更加高質(zhì)量的航材生產(chǎn)。

4? 3D打印技術(shù)在航空維修領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

4.1 零部件生產(chǎn)更加高效及時(shí)

在傳統(tǒng)人工工作的航空維修方面，面對(duì)最大的問(wèn)題時(shí)設(shè)備和零部件生產(chǎn)數(shù)量的不足，因?yàn)楹讲纳a(chǎn)公司為了盡可能降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)收益，會(huì)根據(jù)飛機(jī)設(shè)備和零部件的更換情況進(jìn)行航材的生產(chǎn)，所以部分更換次數(shù)較少的設(shè)備和零部件一旦發(fā)生意外情況，很難采購(gòu)到相應(yīng)的替換航材，將會(huì)對(duì)航空公司造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，但是生產(chǎn)公司無(wú)法保證稀缺零部件的按時(shí)生產(chǎn)。同時(shí)，部分設(shè)備及零部件所需的生產(chǎn)技術(shù)條件較高，需要大量的時(shí)間進(jìn)行設(shè)備的生產(chǎn)。隨著3D打印的應(yīng)用，輕松的解決了零部件的生產(chǎn)問(wèn)題，因?yàn)?D打印技術(shù)可以對(duì)零部件的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加精準(zhǔn)的打印，且進(jìn)行無(wú)縫焊接和組裝，最大可能減小了零部件存在的誤差，為航材的生產(chǎn)提供了保障。而且3D打印技術(shù)對(duì)于技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)能力要求進(jìn)行了降低，通過(guò)三維模型，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的生產(chǎn)，加快了零部件的生產(chǎn)速度，同時(shí)還對(duì)零部件研制所耗費(fèi)的時(shí)間進(jìn)行了一定的縮減，將零部件生產(chǎn)工作進(jìn)行了極大的優(yōu)化。

4.2 減小后勤管理工作壓力

3D打印技術(shù)避免了傳統(tǒng)的設(shè)備和零部件的存放問(wèn)題，不需要完善的倉(cāng)庫(kù)對(duì)設(shè)備和零部件進(jìn)行保存，直接對(duì)設(shè)備與零部件的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行妥善的管理，就可以解決原本的庫(kù)存問(wèn)題。而且3D打印技術(shù)節(jié)省了設(shè)備與零部件存放所產(chǎn)生的資金支出，不需要制作大量的設(shè)備和零部件為飛機(jī)的維修提供材料，降低了航空公司的成本。3D打印技術(shù)的應(yīng)用，減輕了材料管理所耗費(fèi)的人工和精力，而且避免了航材長(zhǎng)期存在造成的損害，從多個(gè)方面出發(fā)提高了航空公司的經(jīng)濟(jì)收益。

4.3 優(yōu)化零部件生產(chǎn)技術(shù)

雖然目前世界航空行業(yè)的發(fā)展前景良好，但是依舊存在飛機(jī)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致的航空事故，因此飛機(jī)的設(shè)備和零部件還需要進(jìn)行不斷的優(yōu)化，盡可能提高飛機(jī)的質(zhì)量，為航空提供充足的保障，3D打印技術(shù)隨著科技的發(fā)展在進(jìn)行不斷的完善，材料生產(chǎn)的精準(zhǔn)度還在不斷的提高，可以解決大部分材料生產(chǎn)存在的問(wèn)題。而且3D打印技術(shù)還可以根據(jù)使用材料進(jìn)一步加強(qiáng)航材制作的質(zhì)量，通過(guò)對(duì)航材的設(shè)計(jì)進(jìn)行多次的打印、調(diào)整與對(duì)比，可以有效提高材料設(shè)計(jì)的科學(xué)性，加強(qiáng)飛機(jī)零部件質(zhì)量，逐步完善材料存在的問(wèn)題。

4.4 降低零部件生產(chǎn)成本

三維模型的構(gòu)建可以對(duì)零部件存在的問(wèn)題進(jìn)行直觀的檢查，在航空維修過(guò)程中利用3D打印技術(shù)可以對(duì)零部件存在問(wèn)題的部位進(jìn)行完善的修復(fù)，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行修補(bǔ)的同時(shí)，加強(qiáng)材料的質(zhì)量，降低了材料更換帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)支出，為航空公司的經(jīng)濟(jì)收益發(fā)展提供了幫助。我國(guó)東方航空公司利用3D打印技術(shù)對(duì)飛機(jī)中部分細(xì)節(jié)部件進(jìn)行了生產(chǎn)，不僅加快了材料的生產(chǎn)效率，而且有效降低了材料采購(gòu)耗費(fèi)的資金，為自身的發(fā)展提供了巨大的助力。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜上，3D打印技術(shù)的發(fā)展對(duì)于很多行業(yè)而言都有著極大的價(jià)值，雖然目前我國(guó)航空維修行業(yè)的3D打印技術(shù)的發(fā)展還不夠成熟，但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，3D打印技術(shù)也將為我國(guó)的航空事業(yè)貢獻(xiàn)巨大的力量，推動(dòng)我國(guó)航空事業(yè)降低經(jīng)濟(jì)支出，提高飛機(jī)設(shè)備和零部件生產(chǎn)的質(zhì)量，通過(guò)3D打印技術(shù)為人們提供更加可靠的航空服務(wù)。

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