美国空军基地用3D打印技术加快飞机维修,降低成本大幅下降

2023-03-14 09:11
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2023年3月,加利福尼亚州特拉维斯空军基地(TRAVIS AIR FORCE BASE)宣称,来自第60维修中队和第349飞机维修中队的机械师,以及位于佐治亚州罗宾空军基地的C-5系统计划办公室的工程和承包商,共同采用3D打印技术,完成了对C-5M超级银河的内外部件进行维护工作。


△第60和第349维修中队的飞行员正在为C-5M超级银河进行维修前的准备工作,包括机翼表面的维护。这架C-5M超级银河装备了新打印的3D部件,其中包括被称为“块”和“楔子”的部件

上图中提到的块和楔子都是用于修复和维护C-5M超级银河飞机机翼表面的关键部件。这些3D打印的部件可以替代传统加工和制造方式制造的零部件,因此在维修和保养C-5M超级银河飞机时具有更高的效率和更低的成本。

另外,根据C-5 SPO的C-5结构工程专家Clay Elliott更专业的说法,美国空军快速维护办公室提供的打印块和楔子,可为C-5机型的机翼拼板上的空气动力罩提供更好的支撑效果。空气动力罩是有助于减少飞机在高速飞行时产生的气动力和阻力。


△C-5M超级银河运输机示意

为C-5M安装3D打印零部件

去年12月,一架特拉维斯空军基地的C-5M在降落时到达南卡罗来纳州查尔斯顿空军基地后,机组人员在飞行后检查中发现一个驼峰形空气动力罩面板的部分缺失。

Elliott说到:“当时技术人员上了机翼,他们发现飞机上的一种高分子合成材料酚醛[块]严重分层。”这些结构正处于彻底损坏的边缘,因此使得飞机无法继续执行任务。

为了尽快修复飞机,Elliott建议将使用新型热塑性材料Antero 800NA制成的3D打印部件整合到飞机维修中。

因此,美国空军团队在犹他州希尔空军基地对C-5M进行一项3D打印部件测试,并在测试中使用了6种不同的3D打印零件,皆在取代传统制造部件。这些部件使用复合材料制成,可以承受高温和高压力,同时也非常轻便。这些部件通过快速制造过程大大缩短了制造周期,同时也节约了成本。使用3D打印制造的部件不仅可以在短时间内生产,而且由于减少了材料浪费,所以也更加环保。


△另外,激光金属沉积3D打印技术在元器件维修与制造方面,旨在缩短备件等待时间,减少维修停机时间,提高飞机可用性和战备完好性

解决航空快速维修所带来的供应链问题

在测试中,C-5M成功飞行了45小时,使用了这些3D打印零件,证明了这些部件可以满足C-5M的操作要求。3D打印部件的成功应用,将使空军可以在需要时快速制造部件,而不必依赖传统制造的方式,这将提高空军飞机的可用性和作战效率。

Elliott说:“对于我们所做的工作来说,3D打印的Antero材料似乎是酚醛的一种可靠替代品。到目前为止,我们使用这些改进材料和工艺修理过的所有飞机,都没有遇到任何问题。”

60th MXS飞机结构维护主管Todd Hicks强调了新技术,如何加快了一些C5-M的维修和修复工作。如果当地无法获得零件,它可以为60 MXS提供按需生产某些零件的选择,而不必通过从第三方采购零件的冗长过程。这种集成3D打印技术的方法导致了更快的周转时间和降低的成本。

此次测试也验证了3D打印技术在军事领域的广泛应用前景,未来随着技术的不断进步和应用的扩大,3D打印技术将在军事领域中发挥越来越重要的作用。


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