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利用F450和F370的“組合技”瓦解原型制造難題

2022-11-23

總部位于英國的MarshallAerospaceandDefenceGroup是全球最大的私營航空航天與國防公司之一，為海、陸、空打造創新的解決方案。Marshall專門從飛機的改裝與改造，以及國防車輛設計和庇護所建造。

對快速、復雜原型制作能力的需求

為提高響應性、減少生產時間和成本，同時保持創新性，Marshall決定采用先進的增材制造技術，以尋求可行的解決方案。該集團目前使用基于Stratasys?FDM?技術的Fortus450mc?和F370?3D打印機制作原型、先進模具和最終零件。

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此外，MarshallAerospaceandDefenceGroup的LandSystems部門借助3D打印機在一天之內為客戶提供概念驗證結果，過程流暢且具有成本效益。

“LandSystems需要在不使用復雜機器的情況下創建出極復雜零件的原型。在內部安裝F370，就相當于擁有了一個易于使用的系統，可以在整個原型制作流程中提供可靠的結果。在以前，我們需要將原型制作工作外包，這會給生產效率造成一定阻礙。”

——StuartDean

MarshallLandSystems的設計經理

見識3D打印的效率

生產上的任何停滯通常都會帶來成本不菲的挑戰。但是，通過在內部進行增材制造，MarshallAerospace能夠最大限度地減少模具更換、提高對工程師設計需求的響應速度，并打造更多創新型的模具解決方案。

使用StratasysNylon123D打印的成型模具

在該集團另一部門，增材制造還被用于小批量生產。如果使用傳統方法，模具通常用鋁材來制造，這不僅成本高昂、耗費時間，而且留給設計靈活性的空間非常有限。現在，該團隊使用3D打印機生產模具，效率得到顯著提升。

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“我們目前定期生產小批量的定制化模具，在工程師提出需求的24小時內便可交付，而且成本只占鋁制模具的一小部分，使用高性能的工程級熱塑材料，我們可以為特定作業生產定制化的模具，并且模具的質量可重復、可預測。”

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

Marshall使用Stratasys增材制造生產的其他模具包括鉆頭夾具、掩蔽模板、粘合固定裝置和復合模具。

“我們制作的所有模具都有不同且通常很獨特的要求。我們平時傾向于使用ASA或Nylon12。但是，3D打印機讓我們可以根據應用需求，在廣泛的材料中靈活選擇。”

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

3D打印可供飛行使用的零件

在接到制作管道適配器原型的任務時，該團隊選擇了3D打印技術。管道適配器是當飛機停在地面時，為飛機提供新鮮空氣以冷卻其航空電子設備的必要元件。

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“在開始昂貴的鋁加工之前，我們使用Fortus450mc和ASA材料3D打印了一個原型。這使得我們能夠為該復雜組件制作精確的功能性原型，然后用其進行演示。與使用鋁材加工零件相比，3D打印的管道節省了大量成本，并且總體重量也減輕了63%。”

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

經過飛行認證的3D打印空調管道成品，采用StratasysULTEM?9085樹脂在Fortus450mc中3D打印而成。

給團隊留下深刻印象的不僅僅是其功能性。總體而言，與使用鋁材相比，使用Nylon12制作這個零件只消耗了全部材料和加工成本的一小部分。該團隊并不僅僅只為在地面設備的生產上使用3D打印。如今，由于航空航天團隊具備了通過3D打印制作出精確、可重復且可靠零件的能力，已有多件3D打印的管道應用在了不同的飛機上。

“我們在為最復雜的工程項目制造零件時，需要能高效率地制作出復雜、輕量的功能性管道，而3D打印完全符合這一需求。同時，我們還需要確保生產出來的管道能夠通過EASA的飛行審批，因此，我們使用ULTEM?9085樹脂熱塑材料，這種3D打印材料堅韌但輕量，且具有高耐熱性和耐化學性。這對于通過認證的挑戰來說至關重要，因為我們現在可以3D打印出火焰、煙霧和毒性達到飛行標準的零件。”

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

“ULTEM?9085樹脂是航空航天級的材料，具有記錄的可追溯性，使我們能夠驗證這些零件是否能夠用于飛行。”

——ChrisBotting

MarshallAerospaceandDefenceGroup材料、工藝與增材制造工程師

該集團各部門均著眼于在其承接的所有項目中增加增材制造在最終零件上的使用。

“FDM技術改變了我們的工作方式，而航空航天級的3D打印機和材料則讓我們能夠滿足所有生產要求。如今，我們已成功確定了可以在飛機的哪些方面使用3D打印零件進行優化，進而提高利潤。今后，3D打印無疑將繼續對我們的飛機設計和制造發揮重要影響。”

——ChrisBotting

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