3D打印技術(shù)應(yīng)用于航空維修中的路徑

孫偉萍

摘要：航空工業(yè)作為我國(guó)國(guó)防中的重要內(nèi)容，航空維修更是其中的關(guān)鍵部分，為了保證航空維修的效果，加強(qiáng)了3D打印技術(shù)在其中的有效應(yīng)用。此技術(shù)能夠?qū)C(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)布局，對(duì)航電和軍械等設(shè)備進(jìn)行完善和改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高航空維修的效果。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);航空;維修

在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的背景下，3D打印技術(shù)在我國(guó)航空裝備維修中已經(jīng)得到了有效應(yīng)用，這對(duì)當(dāng)前我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用。同時(shí)，3D打印技術(shù)在航空維修中的應(yīng)用，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行中的問題，對(duì)破損零部件進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化設(shè)備的生產(chǎn)流程，進(jìn)而對(duì)特殊零件進(jìn)行有效維護(hù)和生產(chǎn)。

一、破損零部件的生產(chǎn)

3D打印的專業(yè)名稱為“增材制造技術(shù)”，此技術(shù)誕生于20世紀(jì)，目前已經(jīng)被應(yīng)用到了航空維修領(lǐng)域中。相關(guān)學(xué)者在對(duì)3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其具有高效和工作強(qiáng)度大等特點(diǎn)，能夠制造出人工與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備，不能制造的零部件。由于航空工業(yè)對(duì)相關(guān)設(shè)備以及零部件的精度要求比較高，屬于一個(gè)知識(shí)密集型的產(chǎn)業(yè)，并且每一個(gè)精密儀器的開發(fā)一般都需要比較長(zhǎng)的時(shí)間[1]。

因此，3D打印技術(shù)在當(dāng)前的航空裝備制造領(lǐng)域已經(jīng)得到有效應(yīng)用。在對(duì)航空裝備進(jìn)行維修時(shí)，科學(xué)應(yīng)用3D打印技術(shù)，能夠積極發(fā)揮其自身特有的分散性制造特點(diǎn)，對(duì)整個(gè)的部件拼接零件進(jìn)行優(yōu)化。通過應(yīng)用遠(yuǎn)程控制技術(shù)和材料熔化技術(shù)等，對(duì)材料進(jìn)行加工，促進(jìn)其生成圖紙所描繪的形狀，將不同部分零件更加有效地疊加到一起，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成完整的零部件。然后通過專業(yè)技術(shù)人員的組裝，更加迅速地運(yùn)往到所需要的場(chǎng)合。

同時(shí)，3D打印技術(shù)在航空中的有效應(yīng)用，能夠?yàn)楹娇展I(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供新機(jī)遇，對(duì)現(xiàn)有的制造維修方式進(jìn)行創(chuàng)新，引入先進(jìn)的航空裝備維修方法，在提高維修效果的同時(shí)，不斷降低工人的勞動(dòng)成本，降低工程的難度，在保證航空工業(yè)安全性的同時(shí)，優(yōu)化航空裝備維修流程。在對(duì)破損零部件進(jìn)行更換和制造時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的零部件，并不能及時(shí)找到合適的替換品。因此，在這種情況下，要加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)的有效應(yīng)用，結(jié)合需要更換破損零件，制造出滿足航空發(fā)展的替換零件，強(qiáng)化維修效果，節(jié)約制造成本。

二、縮短供應(yīng)鏈，減輕維修人員的工作壓力

由于在我國(guó)當(dāng)前航空工業(yè)這個(gè)系統(tǒng)中，維修人員的工作量比較大。特別是倉儲(chǔ)和運(yùn)輸部門，每天的工作壓力在不斷增加。然而，3D打印技術(shù)應(yīng)用于航空維修中，能夠適當(dāng)促進(jìn)維修零部件的實(shí)際生產(chǎn)速度，在提高維修質(zhì)量的同時(shí)，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性，在此基礎(chǔ)上減輕維修部門的工作壓力，加強(qiáng)對(duì)維修成本的有效控制。同時(shí)，3D打印技術(shù)還可以促進(jìn)航空應(yīng)用材料向著數(shù)字化的方向發(fā)展，通過對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息，通過數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)航空零件的有效生產(chǎn)[2]。

維護(hù)人員還要對(duì)物資存儲(chǔ)方式進(jìn)行創(chuàng)新，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息的整合和存儲(chǔ)，節(jié)省存儲(chǔ)空間，降低維修對(duì)成本?，F(xiàn)如今，隨著我國(guó)3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，各種新技術(shù)在航空裝備維修中得到了有效應(yīng)用。在具體的維修中，能夠?qū)⑺枰木S修零部件，應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行打印，在縮短零件生產(chǎn)和制造時(shí)間的同時(shí)，減少供應(yīng)鏈時(shí)間，健全航空裝備維修機(jī)制，促進(jìn)航空裝備的維修速度。此外，加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)的有效應(yīng)用，還對(duì)可以縮短航空設(shè)備的維修時(shí)間，優(yōu)化和完善零部件供應(yīng)鏈，提高生產(chǎn)加工的效率，進(jìn)而形成良性的循環(huán)系統(tǒng)。

三、復(fù)合材料的制造

最近幾年，我國(guó)飛機(jī)機(jī)型正在不斷升級(jí)，但是在軍機(jī)維護(hù)中，存在部分零件加工內(nèi)容多和維修難度大等問題，并且整體的加工費(fèi)用也比較高，采購的周期長(zhǎng)，這會(huì)對(duì)軍機(jī)修理的周期帶來影響。如，在對(duì)卡箍類零件進(jìn)行修理時(shí)，其需求量少，工藝比較復(fù)雜，如果應(yīng)用傳統(tǒng)的加工方式，一般需要3套模具和工裝等設(shè)備，才能夠保證產(chǎn)品滿足航空工業(yè)發(fā)展的要求。但是，在具體的采購中，發(fā)現(xiàn)一些零件制造廠已停產(chǎn)，并不能滿足航空發(fā)展的要求。通過對(duì)3D打印系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對(duì)特殊零部件的數(shù)模進(jìn)行編程，使用3D打印的激光燒結(jié)技術(shù)，打印出其所需的零件，進(jìn)而滿足現(xiàn)階段我國(guó)航空工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的需求[3]。

復(fù)合材料作為當(dāng)前航空領(lǐng)域中的新興材料，在維修中得到了有效應(yīng)用，但是此材料在應(yīng)用中存在成本高和工藝難度大等問題，更在一定程度上限制了維修的能力。因此，3D打印技術(shù)不能只應(yīng)用于金屬與非金屬材料的對(duì)制造中，還需要加強(qiáng)其在碳纖維這類復(fù)合材料中的有效應(yīng)用。

在 3D打印技術(shù)上，能夠制造出比較立體的網(wǎng)格型結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，利用樹脂固化等復(fù)合材料，具有非常好的強(qiáng)度，在飛機(jī)制造中的有效應(yīng)用，可以適當(dāng)增加復(fù)合材料的使用量，對(duì)航空維修的流程進(jìn)行優(yōu)化，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)航空設(shè)備的使用壽命。

四、實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊零部件的生產(chǎn)

在對(duì)航空設(shè)備進(jìn)行維修時(shí)，受到一些客觀因素的影響，并不能及時(shí)找到合適的零部件進(jìn)行替代，存在部分零部件加工難度大和成本高等問題，采購的周期也比較長(zhǎng)，有的時(shí)候甚至找不到購買品。如果不及時(shí)解決上述現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)維修工作的穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響[4]。

例如，某個(gè)航空設(shè)備年代比較久遠(yuǎn)，所使用的頻率也非常低，但是其在某些場(chǎng)合，還可以執(zhí)行起飛任務(wù)。大部分生產(chǎn)廠家在發(fā)展中，為了獲得更多的效益，已經(jīng)淘汰了老舊設(shè)備，并且某些零部件已經(jīng)不再生產(chǎn)，這會(huì)對(duì)老舊飛機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響，導(dǎo)致零部件出現(xiàn)斷層等問題。然而，在航空設(shè)備的制造和維護(hù)中積極引進(jìn)3D打印技術(shù)，可以對(duì)特殊和復(fù)雜的零部件進(jìn)行有效生產(chǎn)，采用現(xiàn)代科技將其打印出來，保障一些老舊設(shè)備能夠正常應(yīng)用。

同時(shí)，3D打印技術(shù)不僅能夠強(qiáng)化航空裝備維修的效果，在具體的生產(chǎn)中，并不需要設(shè)計(jì)專門的模具，僅僅應(yīng)用3D打印技術(shù)，就可以促進(jìn)二維圖樣的轉(zhuǎn)變，讓其轉(zhuǎn)變?yōu)槿SCAD模型。然后應(yīng)用3D打印激光燒結(jié)技術(shù)，更加精確和快速地打印出所需要的維修零部件，降低零件生產(chǎn)的難度，強(qiáng)化零件的生產(chǎn)質(zhì)量。最后，在對(duì)小型號(hào)和不經(jīng)常應(yīng)用的航空裝備零部件進(jìn)行生產(chǎn)和維修時(shí)，也需要加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)的應(yīng)用，更好地解決生產(chǎn)成本太高等問題，提高特殊零部件的生產(chǎn)質(zhì)量，優(yōu)化航空裝備的維修流程[5]。

結(jié)束語

由此可見，目前我國(guó)航空維修行業(yè)中的3D打印技術(shù)雖然得到了有效應(yīng)用，但是其發(fā)展并不成熟。對(duì)此，要加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)的深入研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊零部件的有效生產(chǎn)，縮短維修的時(shí)間，對(duì)航空設(shè)備中的重要零部件進(jìn)行三維打印，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)航空工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖加偉，馮銳.建模軟件結(jié)合3D打印技術(shù)對(duì)航空維修行業(yè)的影響分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（11）：229-230.

[2]曹宏翼，朱玉波，梁彪，張成麗.逆向技術(shù)與3D打印技術(shù)在飛機(jī)修理中的聯(lián)合應(yīng)用[J].世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2019（04）：45-46.

[3]賈婷婷.航空維修中3D打印技術(shù)的有效應(yīng)用[J].粘接，2019，40（08）：105-107.

[4]曹宏翼，齊祥，朱曉彤.3D打印技術(shù)在航空維修中的應(yīng)用[J].金屬加工（冷加工），2018（09）：62-64.

[5]莫偉東.3D打印技術(shù)及其在航空裝備維修中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2017，16（24）：78-79.