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行业案例 | 工欲善其事,必先利其器

今天我们将以航空发动机维修领域的工具设备为例,与大家聊聊其3D打印的应用。

行业案例 | 工欲善其事,必先利其器

当您遇到以下情境时,

您会肿么办呢?(〜 ̄▽ ̄)〜

使用 Ultimaker 3D打印机

配合测量工具即可进行快速试制

 

使用Ultimaker 3D打印

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在办公室即可验证你的设计

今天我们将以航空发动机维修领域的工具设备为例,与大家聊聊其3D打印的应用。

航空发动机工具设备的使用

古人有云:工欲善其事,必先利其器。 

工程师们在对发动机进行维修时,需要使用到大量的专用工具,在这些工具中,有用来分解发动机部件用的,有用来检查零部件的尺寸的,有用来组装和测试零部件用的,还有用来固定和临时储存零部件用的。不论这些工具有什么功能或特点,它们本质上都有一个共同的特征,就是造价昂贵!


众所周知,航空发动机的每一个零件都是非常精密的,价格不菲。精密体现在零件的互换性和制造质量的稳定性。由于零件的尺寸配合精密,需要的工装设备当然也是不能粗制滥造的,并且绝大多数的工装设备都是由国外进口,专用工具的成本在一家MRO公司来看,是占比最高的一项固定投资。如果能通过一些科学的方法,将采购国外进口工具的成本降下来,同时也能保持和提升维修质量的可靠性和稳定性,对于公司来说是一笔只赚不赔的买卖。下面我们就来聊聊航空发动机工程师如何利用3D打印技术来创新性开发制造公司需要的工具。

高压压气机5级罩环提升工具,定位和提升零件高度

航空发动机专用工具的设计与验证

在发动机维修过程中,由于专用原厂工具造价高昂且交付周期较长,交期通常是在半年以上。高压压气机维修过程中,专门用来定位和提升零件高度的工具交付期更久,于是工程师们通过研究其现有工具的构型特点,通过充分的调研和讨论,经领导批准后,决定自制此套用来定位和提升零件高度的工具。困难点在于,如何在原厂不提供图纸技术的情况下,做一套既可以完美匹配目标零件的定位尺寸又可以安全高效使用的工具。

零件的直径尺寸在一米左右,如果使用大量程游标卡尺,测量精度误差会变大。后决定使用三坐标测量机进行零部件直径和孔位的测量,这样可以最大限度消除测量误差。待测量完毕后,得出核心数据。通过对数据的测量结果,进行逆向设计后,交由Ultimaker S5打印机来打印样品。

通过3D打印的目的是什么?

通过逆向设计后,为了降低成本和确保在机加工前的数据是百分百可以确认的尺寸。可以通过3D打印这种快捷且成本相对低廉的方式进行原型尺寸验证,待确认无误后,由于强度和耐久度的使用要求,可以使用机加工来完成最终的工具加工。

在航空航天应用内,由于该产业是一个高资本投入高科技含量较高的产业,为了安全起见,很多工具经过评估可以使用3D打印来制造。比如,部分金属材料的零件可以使用高强度的3D打印材料来替代,一是可以显著节约成本,二是可以快速制造满足生产需求,这体现了3D打印的优越性。

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