FAA-美國聯(lián)(lián)邦航空管理局看來(lái)，增材制造技術(shù)正在快速發(fā)(fā)生進(jìn)化，并且在航空零件的再設計、維修和售后備品備件領(lǐng)域發(fā)(fā)揮著(zhù)越來(lái)越積極的作用。

對金屬3D打印技術(shù)來(lái)說(shuō)，很多OEM航空廠(chǎng)商都公開(kāi)發(fā)(fā)布了他們的新型航空零件；對于熱塑性塑料3D打印零件來(lái)說(shuō)已經(jīng)(jīng)被多家航空制造商采用；行業(yè)(yè)的普遍看法是增材制造技術(shù)將在未來(lái)的5到10年被航空制造業(yè)(yè)廣泛采用。

美國聯(lián)(lián)邦航空管理局（FAA）于9月底提交審查文件，制定了“增材制造戰(zhàn)略路線(xiàn)圖”草案，路線(xiàn)圖包含重要的監(jiān)管信息，涵蓋認證、機器和維護、研究和開(kāi)發(fā)(fā)的問(wèn)題和考慮，以及對增材制造方面教育和培訓的雙重努力需求。

近年來(lái)，F(xiàn)AA已經(jīng)(jīng)看到并認證了許多用于飛行中的金屬3D打印零部件。 最經(jīng)(jīng)典的案例就是政府認證通過(guò)了GE著(zhù)名的LEAP引擎，內(nèi)置3D打印噴嘴。此外，還有更多的項目在申請中。包括2017年3月，阿克倫大學(xué)和機載維護和工程服務(wù)公司（AMES）正在尋求FAA批準其基于增材制造的維護和修理系統(tǒng)。

在制定路線(xiàn)圖之前，F(xiàn)AA對增材制造當前所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了詳細的研究，包括對可接受的關(guān)鍵制造參數(shù)的理解限制，對關(guān)鍵機械和材料缺陷的理解限制，工業(yè)(yè)數(shù)據(jù)庫的缺乏，無(wú)損檢測技術(shù)的開(kāi)發(fā)(fā)，缺乏工業(yè)(yè)規(guī)范與標準等。

目前草擬的路線(xiàn)圖是在華盛頓特區(qū)的美國聯(lián)(lián)邦航空局總部完成的，路線(xiàn)圖綜合了多方面的貢獻，包括美國航空航天局(NASA），航空航天工業(yè)(yè)協(xié)(xié)會(huì )的增材制造工作組和美國軍隊，并且項目還得到了2018年政府預算的支持。

撰寫(xiě)這樣一個(gè)綜合路線(xiàn)圖的主要挑戰(zhàn)之一是開(kāi)出一個(gè)可以涵蓋所有新流程的系統(tǒng)。包括技術(shù)分類(lèi)都是一個(gè)挑戰(zhàn)，工作組嘗試通過(guò)不同的角度來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，例如以原材料形狀來(lái)分類(lèi)：粉末、線(xiàn)材、液體等，也可以通過(guò)加工中使用的能量來(lái)分類(lèi)，激光、電子束、等離子弧等。

ISO和ASTM開(kāi)發(fā)(fā)的增材制造開(kāi)發(fā)(fā)框架

目前3D打印技術(shù)應用最廣泛的一個(gè)分類(lèi)是由ISO和ASTM開(kāi)發(fā)(fā)的增材制造開(kāi)發(fā)(fā)框架，特別是由ASTM F42增材制造項目描述的7類(lèi)工藝。

2010年空客將GE生產(chǎn)(chǎn)的LEAP-1A發(fā)(fā)動(dòng)機作為A320neo飛機的選配，LEAP發(fā)(fā)動(dòng)機中帶有3D打印的燃油噴嘴。2015年5月19日，A320neo飛機首飛成功。裝有LEAP發(fā)(fā)動(dòng)機的A320neo獲得歐洲航空安全局（EASA）的認證和美國聯(lián)(lián)航空管理局(FAA)的認證。

2017年10月初，GE航空宣布成功完成了T901-GE-900渦輪軸發(fā)(fā)動(dòng)機原型的測試。這款發(fā)(fā)動(dòng)機屬于美國陸軍改進(jìn)型渦輪發(fā)(fā)動(dòng)機項目（Improved Turbine Engine Program,ITEP）的一部分。測試結(jié)果表明，GE T901發(fā)(fā)動(dòng)機的性能達到甚至超過(guò)ITEP項目的要求，已為發(fā)(fā)動(dòng)機的制造做好準備。除了GE，還有很多公司活躍在FAA認證的道路上。

傳統(tǒng)的飛機空氣管道是由玻璃纖維制成，用3D打印技術(shù)來(lái)完成面臨著(zhù)一些挑戰(zhàn)。一是材料要滿(mǎn)足FAA要求;二是通風(fēng)管道要適應新的飛機改裝的曲面的。ULTEM材料是一款設計用于惡劣環(huán)(huán)境的熱塑性材料，因其FST評級、高強度重量比以及現(xiàn)有認證，成為了航空航天、汽車(chē)與軍隊應用產(chǎn)(chǎn)品的理想之選。ULTEM 9085材料具有自己燃燒一定的時(shí)間后就熄滅的特點(diǎn)，工程師能用它3D打印高級功能原型以及最終用途零件。

不僅僅是粉末床熔化3D打印技術(shù)，也不僅僅是塑料3D打印技術(shù)，航空行業(yè)(yè)大量用到鍛造零件，而3D打印在替代鍛造零件方面具備明顯的優(yōu)(yōu)勢。

2003年，波音就通過(guò)美國空軍研究實(shí)驗室來(lái)驗證一個(gè)3D打印的金屬零件，這個(gè)零件是用于F-15戰(zhàn)斗機上的備品備件。當需要更換部件時(shí)，3D打印的作用顯現(xiàn)出來(lái)，因為通過(guò)傳統(tǒng)加工的時(shí)間太長(cháng)了，并且通過(guò)3D打印加工鈦合金，替代了原先的鋁鍛件，而鈦合金的抗腐蝕疲勞更高，反而更加滿(mǎn)足這個(gè)零部件所需要達到的性能。（腐蝕疲勞是在腐蝕介質(zhì)(zhì)與循環(huán)(huán)應力的聯(lián)(lián)合作用下產(chǎn)(chǎn)生的。這種由于腐蝕介質(zhì)(zhì)而引起的抗腐蝕疲勞性能的降低，稱(chēng)為腐蝕疲勞。）當時(shí)這個(gè)零件是通過(guò)激光能量沉積的工藝加工金屬粉末來(lái)獲得的，這種定向能量沉積（DED）的工藝被首次應用到軍事飛機上。同時(shí)也打開(kāi)了波音公司的3D打印應用之路。近14年后，波音公司現(xiàn)在已有超過(guò)50,000件3D打印的各種類(lèi)型的飛機零件。

波音公司開(kāi)始通過(guò)DED技術(shù)為其787夢(mèng)幻客機生產(chǎn)(chǎn)結(jié)構(gòu)部件。通過(guò)Norsk Titanium的快速等離子沉積技術(shù)，在結(jié)構(gòu)件研發(fā)(fā)的過(guò)程中，雙方共同改進(jìn)工藝，并進(jìn)行了一系列嚴格的測試，最終在2017年2月獲得了首個(gè)3D打印鈦合金結(jié)構(gòu)件的FAA認證。

波音和Norsk Titanium最初的合作是自2016年開(kāi)始的，當初是試探性地合作，主要基于Norsk生產(chǎn)(chǎn)的零件是否能滿(mǎn)足波音的要求，然后是否符合聯(lián)(lián)邦航空管理局（FAA）的要求，Norsk Titanium先后滿(mǎn)足了這些嚴苛的條件，Norsk Titanium的制造技術(shù)通過(guò)了FAA認證，是波音公司的一級供應商。

除了Norsk Titanium這樣喜獲FAA認證的公司，還有很多技術(shù)正在申請FAA的認證，其中由阿克倫大學(xué)研究通過(guò)增材制造技術(shù)來(lái)修復金屬部件。在與飛機維修公司合作之后，該大學(xué)的NCERCAMP開(kāi)發(fā)(fā)了一種超音速粒子沉積（SPD）技術(shù)，通過(guò)一種高壓噴射方法，壓縮空氣賦予超音速射流中的金屬顆粒足夠的能量沖擊固體表面，以實(shí)現(xiàn)與固體表面的粘結(jié)，而不會(huì )出現(xiàn)在焊接或高溫熱噴涂過(guò)程中產(chǎn)(chǎn)生的熱影響區(qū)。如果獲得FAA認證，阿克倫大學(xué)的SPD技術(shù)可以應用于修理金屬飛機部件 。

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來(lái)源：中國3D打印網(wǎng)(wǎng)