一切都與精度有關(guān)

3D打印正在蓬勃發(fā)展，特別是在航空航天領(lǐng)域。盡管如此，在未來(lái)幾年中，經(jīng)典的金屬加工仍將是關(guān)鍵過(guò)程。畢竟，以千分尺精度進(jìn)行精加工并仔細(xì)精加工組件仍然很重要。

對(duì)于渦輪螺旋槳渦輪機(jī)，“ Catalyst”這個(gè)名字聽(tīng)起來(lái)并不特別壯觀。但是，顧名思義，再次看時(shí)，事情會(huì)變得更加令人興奮。美國(guó)制造商GE Aviation的裝置不僅將用于小型飛機(jī)，而且代表著一項(xiàng)工程學(xué)成就，有望樹(shù)立先例。這是因?yàn)闇u輪機(jī)僅包含12個(gè)組件，所有組件都是使用3D打印生產(chǎn)的。根據(jù)GE的說(shuō)法，使用常規(guī)制造工藝生產(chǎn)的這種渦輪機(jī)目前包含855個(gè)獨(dú)立零件。“催化劑”的總重量降低了約5％，而燃油消耗卻提高了20％。 

3D打印在其他任何行業(yè)中都沒(méi)有航空業(yè)那么重要，因?yàn)楹娇諛I(yè)幾乎覆蓋了市場(chǎng)的五分之一。其背后的關(guān)鍵原因是“少量”的生產(chǎn)。相比之下，2018年生產(chǎn)了約8000萬(wàn)輛乘用車(chē)，而兩個(gè)重要的商用飛機(jī)制造商波音和空中客車(chē)公司的生產(chǎn)線只有1600架下線。飛機(jī)又大又復(fù)雜，因此精心制造它們是需要時(shí)間的。這使得3D打印相對(duì)緩慢的過(guò)程得以展示出其優(yōu)勢(shì)-對(duì)于小零件，但對(duì)于大型，復(fù)雜的零件，也越來(lái)越多。

新來(lái)者已經(jīng)成年

3D打印使用鋼，鈦或鋁之類(lèi)的原始金屬（通常呈粉末狀或作為金屬絲）從頭開(kāi)始制作零件。激光用于熔化粉末，然后根據(jù)先前定義的CAD數(shù)據(jù)逐層施加粉末，直到創(chuàng)建所需的形狀。該工藝不僅可以生產(chǎn)出復(fù)雜的幾何形狀（如“催化劑”渦輪機(jī)一樣），還可以設(shè)計(jì)出多功能零件。由于過(guò)去每個(gè)部分都只有一個(gè)功能，所以這是3D打印令人印象深刻和破壞性的功能之一。這樣就不再需要傳統(tǒng)金屬加工中必需的各種生產(chǎn)步驟，而僅需要相當(dāng)少量的有時(shí)昂貴的原材料。

這些好處正在幫助3D打印逐步在工業(yè)生產(chǎn)中立足。根據(jù)市場(chǎng)研究公司IDC的數(shù)據(jù)，在2015年2020年之間，對(duì)該技術(shù)的投資每年以驚人的速度增長(zhǎng)24.1％。根據(jù)咨詢(xún)公司PwC Strategy的預(yù)測(cè)，3D打印產(chǎn)品和技術(shù)市場(chǎng)可能會(huì)以每年50％的速度增長(zhǎng)。到2030年，這一數(shù)字將以每年13％到23％的速度增長(zhǎng)。屆時(shí)，市場(chǎng)總量將達(dá)到226億歐元。

但是，這些預(yù)測(cè)也引發(fā)了有關(guān)3D打印帶來(lái)的巨大，快速和根本性變化的疑問(wèn)。真的會(huì)改變所有用于金屬零件的傳統(tǒng)生產(chǎn)程序嗎？將來(lái)仍將需要哪些過(guò)程和步驟，而將不需要？這將如何影響附加值鏈和相關(guān)公司的角色？

“在航空航天工業(yè)中廣泛使用3D打印并不意味著金屬加工的終結(jié)。”

FUCHS產(chǎn)品管??理金屬加工潤(rùn)滑劑主管MARK HOWE

并非一切都會(huì)改變

“在航空航天業(yè)中廣泛使用3D打印并不意味著金屬加工的終結(jié)，” FUCHS產(chǎn)品管??理金屬加工潤(rùn)滑劑負(fù)責(zé)人Mark Howe預(yù)測(cè)。“將來(lái)我們?nèi)詫⑿枰饘偌庸ひ骸?rdquo; 到目前為止，下游供應(yīng)商及其分包商通常已為OEM和主要供應(yīng)商提供了幾乎*精加工的金屬零件，然后將它們安裝在飛機(jī)上。“但是，使用3D打印意味著將來(lái)這種“粗加工”的很大一部分將消失，” Howe說(shuō)道。作為回報(bào)，關(guān)鍵參與者將使用3D打印過(guò)程自己生產(chǎn)越來(lái)越多的零件。但是，仍然需要針對(duì)組裝進(jìn)行優(yōu)化。”

盡管3D打印正在獲得*，并且可以用于生產(chǎn)日益復(fù)雜的零件-它無(wú)法提供具有微米精度的精加工，包括任何必要的表面精加工。“如此精密的工作幾乎總是需要銑削，鉸孔，鉆孔和磨削，而所有這些都必須做到非常嚴(yán)格的公差，” Howe解釋說(shuō)。“金屬零件必須非常精確地加工并配合，特別是在航空業(yè)中，其極其嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。”

“冷卻潤(rùn)滑劑在金屬加工領(lǐng)域有著廣闊的前景。”

FUCHS產(chǎn)品管??理金屬加工潤(rùn)滑劑主管MARK HOWE

將來(lái)，越來(lái)越多的此類(lèi)精加工過(guò)程將在OEM及其主要供應(yīng)商處進(jìn)行。Mark Howe評(píng)論說(shuō)：“在即將到來(lái)的產(chǎn)量增加過(guò)程中，所有這些活動(dòng)實(shí)際上都在加劇，這是滿(mǎn)足需求的一種方式。” 需求也不可低估，因?yàn)橐呀?jīng)訂購(gòu)了13,000架商用飛機(jī)。以目前的生產(chǎn)率，這將需要八年左右的時(shí)間，而商用飛機(jī)的年增長(zhǎng)率將達(dá)到4.5％。這些事實(shí)和數(shù)據(jù)使FUCHS經(jīng)理有理由感到樂(lè)觀：“冷卻潤(rùn)滑劑在金屬加工領(lǐng)域有著廣闊的前景。”