近日，波音公司在3D打印領域又取得了新的進展，首次在一架CH-47支奴干直升機上（一種由美國波音制造的多功能、雙引擎、雙螺旋槳中型運輸直升機）對一個3D打印的飛行關鍵部件進行了飛行測試。
作為T408發動機演示的一部分，內容是對這架裝備了由波音公司3D打印的鋁制齒輪箱外殼的支奴干直升機進行飛行測試。據報道，這是旋翼機裝備3D打印部件飛行的首個案例，同時也為支奴干直升機其他部件的3D打印發展鋪平了道路。
■CH-4支奴干飛機（來源：網絡）
波音公司的首席驅動系統工程師托德·哈德說：“據我們所知，這是第一次在這樣的關鍵飛行部件上使用增材制造技術。我們在波音公司過去幾年所做的大量工作的基礎上，實現了一個可重復制造的過程，滿足了適合飛行部件的所有質量要求。就靈活性而言，它只是為我們能做的事情開辟了一個充滿新的可能性的世界。”
波音CH-4支奴干的首次飛行可追溯到1960年代初，它是一種雙引擎、串聯旋翼的重型直升機。時至今日，這款旋翼機仍是世界上最重的起重直升機之一，常被用于空中突擊任務、部隊和彈藥投放以及食品和水運輸。
支奴干的平均制造成本達到了令人瞠目結舌的3500萬美元，其最高飛行速度為302公里/小時。作為一個制造商，波音公司對其產品的持續投資感到自豪。特別是新的T408發動機演示，旨在展示“支奴干”一套新型發動機又將投入使用，其馬力比目前的配備多50%。更重要的是，這次飛行試驗成功的關鍵是3D打印的鋁制齒輪箱外殼，它被證明能夠承受旋翼機飛行的高壓力。
哈德補充說：“支奴干直升機仍然是一個充滿新挑戰的平臺，我們正在研究新的制造技術和其他領域，以使我們進入下一個50年的飛行，并表明我們正在朝著這個方向前進。在支奴干的制造領域內有很多前沿技術，這對我們未來客戶的業務拓展來說是相當有價值的。”
交付時間、成本和零件性能
那么，直升機的關鍵部件為什么首先要選擇3D打印呢？事實上，像國防部這樣的重工業機構往往因其較長的交貨時間而臭名昭著，這可能使備件采購成為軍隊的困難點，特別是現役部件已經過時的情況下，這種難題就會愈發突出。通過在內部使用3D打印技術進行終端生產，波音公司能夠避免傳統制造的漫長交貨時間，同時確保將齒輪箱外殼的成本降到最低。
增材制造所賦予的設計自由度也是值得一提的，因為減少不必要的部件重量對于像支奴干這樣的重型運輸工具至關重要。通過優化增材制造的齒輪箱外殼，波音公司的工程師們能夠生產出更高性能的部件，更適合于用途。
■3D打印的鋁制齒輪箱外殼（來源：波音公司）
波音增材制造副總裁Melissa Orme解釋說：“增材制造允許在設計中發揮傳統方法無法實現的創造力，并被用于優化更好的航空航天產品的設計。我們正在不斷尋找機會，在這些機會中，我們可以采用增材制造技術，通過精簡車輛，減輕其重量，并提供更多的耐用性來提高產品性能。”
僅在過去一年里，在國防和更廣泛的航空航天領域，已經有多個3D打印飛行部件的里程碑。其中包括霍尼韋爾公司獲得聯邦航空管理局（FAA）對其首個3D打印飛行關鍵發動機部件的認證。“4/5號軸承座”部件是達索獵鷹20G海上巡邏機上的ATF3-6渦輪風扇發動機的一個關鍵結構部件。
在其他地方，美國喬治亞州特倫頓市戴德縣中學的學生最近使用他們學校的FDM 3D打印機為國際空間站生產可飛行的部件。這些部件是在工業級Stratasys Fortus 450mc上打印的，使用的是高性能的ULTEM長絲，這種材料的特點是強度高、耐燃、介電穩定性好。
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