3D打印的機內部件
增材制造實驗室促成了東方航空技術有限公司的業務轉型,從僅僅提交需求到部件設計再到生產。實驗室開發了很多客艙內部件,包括座椅扶手、門把手蓋板、行李架鎖扣、電子飛行包支架和報架。
圖片:東方航空技術有限公司增材制造實驗室生產的另一款3D打印的飛行包支撐設置。
許多飛行員使用電子飛行數據包代替厚重的飛行手冊,因此增材制造實驗室便設計且使用3D打印了一個定制的支架,包括空客330和320,波音737等在內的很多商用機都已購買并安裝了這種設備。
圖片:購買備用報架可能需要花三個月以上的時間,因此東方航空技術有限公司增材制造采用3D打印制造替代品。
報架設于機艙座位后方,很容易因與餐車的頻繁碰撞而損壞,而損壞的部件可能會傷及旅客。實驗室通過設計、使用3D打印一個新的部件并且成功安裝,有效解決了訂購新部件周期過長的問題,同時遵守了嚴格的審批準則。通過內部打印替代部件,東方航空技術有限公司可以將現有供應鏈系統同和為旅客提供舒適的飛行體驗高效地結合起來。
未來計劃
東方航空技術有限公司的增材制造實驗室已轉變為一個日益壯大的先進的制造部門。陳之易表示,“中國東方航空計劃在新空客350飛機上裝備超過1,000個3D打印飛行部件。作為一個與傳統制造的互補工藝,未來3D打印將被更多人所接受。其關鍵因素在于獲得專業知識并為將來的挑戰做好準備。”
該實驗室計劃探索增材制造在航空方面的更多應用,比如安全別針儲存盒、3D打印模具和定制的訓練器具,旨在實現零庫存式智能制造,按需生產和數字化管理。
關于3D打印飛機零件的后市場,波音公司在2015年就提交了一份專利申請,主要涉及到更換飛機零部件的3D打印應用。這份專利申請可能對波音公司未來的經營產生重大影響。
根據波音的專利描述,波音專利保護的是一種裝置,包括:一個被配置為存儲多個部件定義文件的零件庫、一個存儲了使用多個部件定義文件打印出來零部件識別條目的數據庫,以及一個零部件管理系統,該系統能夠接收針對上述部件定義文件庫里的一個零部件的定義文件請求、識別該定義文件、接收根據該定義文件打印一個零部件的指令,并且把3D打印的該部件條目存入數據庫。
目前,將3D打印技術積極引入售后零部件制造體系的還有德國的DB鐵路公司,德國鐵路公司在每個維修工作站中確定了至少一名或兩名3D打印專家,并確定哪些零部件可以通過3D打印技術受益。事實證明,有很多火車零件適用于3D打印,包括咖啡機的備件、外掛鉤、方向盤蓋、頭枕框架、盲人旅行者的盲文路標等等。
德國鐵路并不局限于使用一種3D打印技術,因為他們已經發現了塑料和金屬增材制造的不同優勢。當前德國鐵路公司用于塑料打印的材料主要是PA-12尼龍材料。用于金屬3D打印的材料主要是鋁合金材料,最近德國鐵路還開始通過3D打印來制造鈦合金零件。
通過與專門從事3D打印的公司合作,德國鐵路已經能夠利用最先進的增材制造技術,而不是投資設備本身。事實上,為了促進物流部門增材制造解決方案,德國鐵路甚至于2016年9月成立了“移動增材制造”網絡。德國鐵路的移動增材制造網絡已有50名公司,其中包括西門子、Concept Laser、Materialize、EOS、Stratasys、Autodesk等公司。
像航空航天工業那樣,德國鐵路在采用3D打印零件方面面臨的主要挑戰之一就是符合嚴格的安全要求。 某些方面,火車的安全要求甚至比飛機要嚴格得多,主要因為乘客需要乘坐長時間,而這對零件的抗磨損性和穩定性提出了很高的要求,并且列車的零件需要滿足阻燃的性能要求。
在家用電器方面,法國的家用電器零售商Boulanger在2016年就推出了在線的備品備件模型庫,向3D打印備品備件領域邁出了正式的一步。值得注意的一點是Happy 3D 中的備品備件數字模型,全部是Boulanger 自有電器品牌的備品備件的模型,Boulanger 并沒有動其他電器品牌后市場的蛋糕。我們也可以進一步想象,未來三星、海爾、聯想等掌握產品CAD設計文件的家電品牌制造商會不會直接推出自己的備品備件3D模型庫?或者消費者更接受由京東這樣的電商提供一站式的銷售和3D打印備品備件服務?在3D科學谷看來,這些都具有可能性。
將3D打印應用于后市場的公司特點都具備了產品線足夠獨特、備品備件需求量種類復雜且龐大的共同特點。通過3D打印技術不僅僅滿足了“隨時隨地”獲得備品備件的靈活性,還節約了這些公司保有大量備品備件的成本,簡化庫存管理和減少異地運輸的需求。