據(jù)flightglobal報(bào)道，現(xiàn)代寬體噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)通常都是大型、復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)，但擁有直徑1.5米鈦合金前軸承座（FBH）的羅·羅遄達(dá)xwb - 97發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卻并非如此。從根本上改變工廠到車間，新組件，原型和方案升級(jí)的速度，可能引發(fā)航空制造業(yè)中的革命。
FBH用以支撐低壓和中壓壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)子軸承，完全是通過添加劑層制造技術(shù)(ALM)制造的，也稱為3D打印技術(shù)。當(dāng)今年晚些時(shí)候包含這部分組件的A350WB-97在羅·羅公司的波音747飛行試驗(yàn)臺(tái)上試飛后，將是第一次在如此大的機(jī)載發(fā)動(dòng)機(jī)組件上使用ALM技術(shù)。
近年來ALM已經(jīng)是飛機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大熱點(diǎn)之一，雖然不是所有人都確信，但許多人認(rèn)為它最終可能和復(fù)合材料一樣對(duì)工業(yè)有重大影響。在過去的幾年中，羅·羅公司的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手美國通用電氣(General Electric)開創(chuàng)了這一技術(shù)在制造業(yè)方面的運(yùn)用，并且羅·羅公司本身使用ALM進(jìn)行小規(guī)模的維修也差不多有十年了。
然而，當(dāng)其他人還在使用ALM技術(shù)制造一些小零件時(shí)， 羅·羅公司已經(jīng)開始測(cè)試他們工程師的能力，以建立一個(gè)大型的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，能夠形成工作發(fā)動(dòng)機(jī)的部件。近幾個(gè)月來這個(gè)軸承座已經(jīng)好幾次通過在遄達(dá)XWB-97上進(jìn)行地面測(cè)試，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是為空客A350-1000準(zhǔn)備的專用發(fā)動(dòng)機(jī)，羅·羅公司聲稱它現(xiàn)在已經(jīng)可以飛行。
ALM技術(shù)俗稱3D打印技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過電子束將金屬粉末融化，并嚴(yán)格的一層一層地按照藍(lán)本構(gòu)造成復(fù)雜的形狀。它主要用在工業(yè)建設(shè)中較小的部分，也許拳頭般大小。然而，羅·羅已經(jīng)使用“未來的項(xiàng)目和技術(shù)”來“建立更大的組件”，艾倫·紐比首席工程師說。“這是一個(gè)提升我們未來競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)，”他說。“我們發(fā)展得很快，技術(shù)有很多潛力”。
那么，除了能制造復(fù)雜和強(qiáng)大的機(jī)器，為什么ALM技術(shù)這么重要？ 對(duì)于任何開發(fā)工程師來說，有兩個(gè)原因：生產(chǎn)的成本和速度。在生產(chǎn)成本方面，關(guān)鍵在于減少了浪費(fèi)。加工機(jī)械工具的傳統(tǒng)方法是一塊金屬切削成所需的形狀，而ALM技術(shù)是分層構(gòu)造出來的。“你不用切削金屬，”紐比解釋道“你直接完成了構(gòu)造。”與此相關(guān)的是新設(shè)計(jì)部件在使用ALM技術(shù)后可以提升30%的速度。紐比表示，這使得理想的原型，作為新工具并沒有被設(shè)計(jì)和計(jì)劃。“縮短制造時(shí)間近三分之一給了我們更多的時(shí)間來設(shè)計(jì)，這始終是一個(gè)好處，”他說。因?yàn)閯谒谷R斯不是“受約束的傳統(tǒng)制造方法”，他補(bǔ)充道，“我們也能生產(chǎn)設(shè)計(jì)，否則我們不能夠做這件事”。
盡管ALM組件在遄達(dá)XWB發(fā)動(dòng)機(jī)上搭載的時(shí)間不長(zhǎng)，但是也不希望看到它或類似的生產(chǎn)部分是在97年代第一代A350WB生產(chǎn)線上生產(chǎn)。紐比表示，它將需要一段時(shí)間的技術(shù)工業(yè)化?？赡芤嗑?，他不會(huì)透露。“我們不想固定一個(gè)日期。在做出生產(chǎn)承諾之前我們?nèi)杂泻芏喙ぷ饕?，中間所的時(shí)間是彈性的，”他說。
紐比認(rèn)為，不久的將來飛機(jī)上很多部件可能采用ALM技術(shù)方式來完成，但不是全部。首先，這項(xiàng)技術(shù)很明顯不適合復(fù)合材料，甚至有些金屬零件也無法使用這項(xiàng)技術(shù)。“這不是適合所有組件，你必須確保你選擇正確的。我們現(xiàn)在正處于試煉階段，看看哪些組件可受益，”他說。
在大西洋的另一邊，GE公司也早已涉及了ALM技術(shù)。早在2012年它收購了辛辛那提的鄰居，家族企業(yè)莫里斯技術(shù)，早在1990年代中期ALM技術(shù)的先驅(qū)者。在阿拉巴馬州和意大利工廠將生產(chǎn)ALM組件為CFM國際發(fā)動(dòng)機(jī)，將為A320neo和波音737提供動(dòng)力，就像GE9X為波音777 x的那樣。
和GE公司一樣，羅·羅公司也買進(jìn)在專業(yè)的ALM發(fā)展技術(shù)。遄達(dá)XWB的軸承座是由英國的謝菲爾德大學(xué)機(jī)械制造技術(shù)中心的專家設(shè)計(jì)，這是一個(gè)成立于2010年的機(jī)構(gòu)，召集成員包括勞斯萊斯、空客、聯(lián)合利華和學(xué)術(shù)研究者，就像瑞典公司Arcam。
在過去的兩年里，羅·羅公司發(fā)布了新一代的發(fā)動(dòng)機(jī)Advance和UltraFan，其中包含一系列的新技術(shù)，包括復(fù)合材料風(fēng)扇葉片、低排放燃燒系統(tǒng)，第一次應(yīng)用在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱。
盡管三年前退出窄體客機(jī)市場(chǎng)，并放棄了普惠合作，并在商業(yè)航空市場(chǎng)失去大部分份額，但羅·羅公司還表示，希望在未來十年回到單通道市場(chǎng)。然而，要做到這一點(diǎn)，它必須需要拿出超越現(xiàn)有CFM和普惠的最新一代產(chǎn)品的技術(shù)。
紐比說在羅·羅公司，他的工作就是“交付業(yè)務(wù)選項(xiàng)”給他的上司，至于是否通過使用ALM技術(shù)來制造更高效的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，新的窄體發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)或電力風(fēng)扇等更為先進(jìn)的部件。他承認(rèn)部分挑戰(zhàn)是“工程師”的心態(tài)，讓其改變使用傳統(tǒng)方法如鍛造和鑄造的習(xí)慣而使用ALM技術(shù)。
然而，ALM技術(shù)打開更大的創(chuàng)新的可能性，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)原型可以快速設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，而使用傳統(tǒng)方法并不能如此。紐比認(rèn)為，ALM技術(shù)僅僅是處于起步階段。他說“我們還只是皮毛”。
（本篇譯文由華晨不是BMW團(tuán)隊(duì)提供）
