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Stratasys 和Avio Aero在航空航天3D打印方面取得突破

2022-03-31

3D打印機制造商Stratasys和GE航空業務Avio Aero公布了在航空航天應用中的全新計劃。

●Avio Aero3D打印的Catalyst發動機被空客公司選中，為無人機“Eurodrone”提供動力。

●Stratasys將發布Antero 840CN03聚合物在獵戶座飛船上使用的鑒定數據，促進由此材料制成的零部件的開發。

△Avio Aero 的3D 打印 Catalyst 發動機。圖片來自 Avio Aero。

Avio Aero 的Catalyst 發動機

空客軍用飛機負責人 Jean-Brice Dumont 解釋道：“基于卓越的性能、更低的開發風險、更好的服務經濟性和更高的增長潛力，Catalyst 被認為是最佳解決方案，根據客戶的要求，Catalyst 將提供真正的歐洲解決方案，從而有助于Eurodrone作為戰略自主性的推動者。”同時，Avio Aero指明：“這次選擇是向前邁出的決定性一步，將確保Eurodrone計劃能夠按時、按成本并按照客戶制定的要求進行制造。”

Catalyst 是“30 多年來第一個從零開始設計的新型渦輪螺旋槳發動機”，渦輪螺旋槳發動機是驅動飛機螺旋槳旋轉的發動機。該推進系統采用了全權限數字發動機控制（指對發動機工作進行全時全功能控制，并對其輸出推力進行全權限控制為目標的采用數字技術的全自動綜合控制系統。）或“FADEC”技術，使用單個操縱桿而不是四個操縱桿，使飛行員更容易駕駛商用飛機。

GE Aviation 的渦輪螺旋槳發動機總經理 Paul Corkery：“FADEC 知道我的飛機所處的情況，能夠自動優化螺旋槳的螺距和燃料流量，飛行員不再需要查閱圖表通過四個獨立的操縱桿進行優化飛行。這一切都將被數字化。飛行員將只使用一個操縱桿，這將像駕駛噴氣式飛機一樣。”

Catalyst30%的部件都是通過3D打印制造的，3D打印能將部件輕量化并進行整合。利用3D打印，GE公司還成功將渦輪螺旋槳飛機的研發時間從長達10年縮短到 2 年。這項工作大部分是在Avio Aero的布林迪西工廠制造的，該工廠擁有幾臺 DMLM 機器，這些機器由GE在2016年底收購Concept Laser的技術GE Aviation 龐大的增材技術中心提供動力。

自 2020 年向Textron Aviation交付其第一臺可飛行發動機以來，Catalyst的地面試運行時間超過了2,600小時。繼去年9月從柏林機場首次成功試飛后，該渦輪螺旋槳發動機現在已經被空中客車公司選中為Eurodrone無人機提供動力。

△空客 Eurodrone 無人機的概念圖。圖片來自空中客車公司。

為Eurodrone無人機提供動力

目前由Airbus alongside Leonardo 和Dassault Aviation共同建造的Eurodrone，將成為第一款專為在非隔離空域飛行而設計的無人機。Eurodrone一旦制造完成，它將用于獲取國際邊界和大陸的情報、以及監視和偵察（ISR）任務上。

該飛行器的長度為 16 米，翼展為 26 米，將通過空中客車公司的數字設計、制造和服務 (DDMS) 系統建造。因此，預計無人機的部件將受益于強大的物流支持，從而縮短交貨時間、降低成本，并提高使用傳統技術生產部件的質量。現在，空中客車公司已經與 Avio Aero 簽訂了一項多年協議，幫助建造和維護120臺Catalyst發動機，Eurodrone也將受益于Avio Aero在歐洲的設備以及GE公司在意大利、德國、捷克共和國和波蘭的設施供應和裝配的支持。

Avio Aero 首席執行官兼總經理 Riccardo Procacci 說：“我們很榮幸被空中客車公司選中為Eurodrone提供動力，這對歐洲航空業來說是一個巨大的里程碑，它提高了歐洲能力和主權。當然，對于我們的 Catalyst 團隊也是如此。我們已經在人員、資源和基礎設施方面進行了投資，以便立即開始執行計劃。”

△Lockheed Martin 為獵戶座飛船3D打印的艙口蓋。圖片來自美國商業資訊，Stratasys。

Stratasys 的航空航天數據計劃

以航空創新為重點的計劃中，Stratasys 還宣布將發布與Lockheed Martin（洛克希德·馬丁公司）和丹佛都市州立大學(MSU Denver) 合作研究的材料資格數據。

在項目的第一階段，Stratasys Direct和Lockheed Martin通過在Fortus F900機器上用Antero 840CN03材料3D打印了超過280多個樣品，創建了數據集。打印后，這些測試樣本進行拉伸強度測試。經驗證，Stratasys材料具有高質量，并且零件具有一致的機械性能。

隨著該計劃的初步成功，團隊現在的目標是評估Antero 840CN03的進一步特性，這是其能否應用在“其他部件類型和環境”中應用的關鍵性質。對于MSU來說，這一舉措會成為為未來的制造業勞動力提供培訓的一種方式，因為提供鑒定數據，可以讓學生更好地了解材料的潛力和性能。

MSU先進制造科學研究所所長 Mark Yoss 說：“與 Stratasys 和Lockheed Martin等領先公司的合作使我們的學生能夠做好充分準備，幫助他們未來工作的航空航天公司采用最新技術。通過發布這些材料資格數據，我們可以建立更多的增材制造標準來幫助推動航空航天業的發展。"

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