【中國智能制造網(wǎng) 名家論壇】霍尼韋爾的工程師Donald Godfrey從3D打印技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)為霍尼韋爾帶來的效益，霍尼韋爾在探索3D打印技術(shù)過程中遇到的挑戰(zhàn)等方面，分享了3D打印技術(shù)在霍尼韋爾航空生根、發(fā)芽、結(jié)果的歷程。　　霍尼韋爾航空（Honeywell Aerospace）是的航空航天制造業(yè)企業(yè)，為航空航天行業(yè)提供航空電子設(shè)備、航空發(fā)動機和服務(wù)解決方案。從初涉3D打印技術(shù)至今，霍尼韋爾在美國、墨西哥、中國、印度、捷克建立了3D打印實驗室，進行了大量金屬3D打印零部件和材料的測試，終優(yōu)化出獲得美國聯(lián)邦航空管理局、航空業(yè)客戶認可的金屬3D打印流程，為3D打印零部件從實驗室中一個個小小的試驗品，成長為可以伴隨飛機飛向藍天的零部件奠定了基礎(chǔ)。
　　
　　霍尼韋爾的工程師Donald Godfrey從3D打印技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)為霍尼韋爾帶來的效益，霍尼韋爾在探索3D打印技術(shù)過程中遇到的挑戰(zhàn)等方面，分享了3D打印技術(shù)在霍尼韋爾航空生根、發(fā)芽、結(jié)果的歷程。
　　
　　打印工藝、材料和流程的全面探索
　　
　　霍尼韋爾開啟金屬3D打印航空零部件的歷史可以追溯到2010年，那時個金屬3D打印的零部件是一個帶噴嘴的718鎳基高溫合金部件，該部件被安裝在了一架測試的飛機中。在接下來的2年中，霍尼韋爾又測試了大量的金屬3D打印零部件，包括2012年打印的發(fā)電機部件。
　　
　　2015年1月，霍尼韋爾成為家使用EBM電子束熔融3D打印技術(shù)制造718鎳基高溫合金零部件的航空制造企業(yè)?；裟犴f爾在該零部件的設(shè)計上進行了突破，該零件原本由8個組件組成，重新設(shè)計之后變?yōu)橐粋€整體的零部件。筆者認為，這體現(xiàn)了3D打印技術(shù)靈活性的優(yōu)勢，即當(dāng)選擇3D打印技術(shù)作為制造技術(shù)的時候，在零部件的設(shè)計上需要作出的妥協(xié)更少，傳統(tǒng)方式需要若干個組件進行組合或者焊接而成的零件，3D打印一次就可以完成，有效節(jié)約零件重量和材料。除了對于金屬3D打印技術(shù)的探索，霍尼韋爾還為帶復(fù)雜內(nèi)部通道、冷卻通道的金屬3D打印零部件的化學(xué)處理技術(shù)申請了。
　　
　　對于要求嚴苛的航空制造業(yè)來說，對金屬打印粉末材料和打印過程的嚴格把關(guān)和管理也至關(guān)重要。霍尼韋爾投入了大量時間優(yōu)化整個金屬3D打印流程，包括金屬打印粉末的生產(chǎn)和儲存設(shè)施，打印過程監(jiān)測和后處理?；裟犴f爾建立的這套金屬3D打印流程，在得到霍尼韋爾內(nèi)部工程部門、美國聯(lián)邦航空管理局和航空業(yè)用戶三方面的共同認可或批準之后才投入使用。在獲得批準的歷程中，對金屬粉末供應(yīng)商的審核尤其嚴格，為此，霍尼韋爾不僅需要選擇高質(zhì)量的粉末材料，還需要對如何接收、儲存、加載粉末，如何回收利用粉末建立檔案，并提交給美國聯(lián)邦航空管理局。
　　
　　談到金屬3D打印技術(shù)為霍尼韋爾帶來的效益，Donald Godfrey表示單純從生產(chǎn)成本這個角度來看，金屬3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比并不具有特殊優(yōu)勢，傳統(tǒng)制造技術(shù)并不會完全被金屬3D打印技術(shù)取代。那么，霍尼韋爾為什么還要投入大量精力探索金屬3D打印技術(shù)呢？Donald Godfrey以霍尼韋爾投入使用的ArcamEBM金屬3D打印技術(shù)為例解釋了這個問題。該技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠生產(chǎn)十分復(fù)雜的金屬零部件，此外，由于無需使用模具來制造終零部件，工程師可以隨時對產(chǎn)品進行迭代，十分靈活。
　　
　　Donald Godfrey表示，使用金屬3D打印技術(shù)直接制造復(fù)雜零部件，為霍尼韋爾節(jié)省了大量模具制造成本和制造時間。除了使用金屬3D打印技術(shù)直接制造金屬零部件，霍尼韋爾還利用3D打印砂模技術(shù)進行小批量高價值零件的快速鑄造。使用砂模3D打印技術(shù)，小批量的鑄件在1周之內(nèi)就可以生產(chǎn)出來，快的甚至在1天之內(nèi)就可以生產(chǎn)出來，這為霍尼韋爾節(jié)省了大量的時間。
　　
　　談到金屬3D打印技術(shù)在生產(chǎn)中的挑戰(zhàn)，Donald Godfrey表示，以EBM3D打印設(shè)備為例，設(shè)備在作業(yè)時的溫度保持在1900華氏度（約1038攝氏度）以上，在取出打印零部件之前設(shè)備需經(jīng)過約8小時的冷卻，這一時間需要計算在生產(chǎn)時間之內(nèi)。激光熔化3D打印設(shè)備也需要冷卻時間，但是這個時間要稍短一些。
　　
　　無論如何，霍尼韋爾已準備讓金屬3D打印技術(shù)走出實驗室，正式應(yīng)用在航空制造中。目前，他們正在印度Bangalore的3D打印實驗室中測試金屬粉末，該粉末材料將用于打印1000個金屬零部件?；裟犴f爾還將突破目前金屬3D打印材料種類的限制，嘗試將超過40種新型金屬3D打印粉末材料應(yīng)用在航空制造中。鋁和鎳的3D打印應(yīng)用尤其受到重視，霍尼韋爾將用它們3D打印TPE331引擎中的7個零部件。