GKN(吉?jiǎng)P恩集團(tuán))是全球性的工程服務(wù)公司,包括航空航天、汽車傳動系統(tǒng)、粉末冶金和地面特種車輛四大業(yè)務(wù)板塊。通過多次收購,GKN航空航天業(yè)務(wù)板塊逐漸建立起*的服務(wù)能力。
圍繞著強(qiáng)大的航空航天業(yè)務(wù)版圖,GKN打造了三個(gè)增材制造*中心:GKN美國辛辛那提增材制造*中心,GKN 瑞典Trollhatten增材制造*中心,GKN英國Filton增材制造*中心。
通過增材制造中心將集團(tuán)內(nèi)部的航空航天零部件制造、增材制造及材料研發(fā)的能力進(jìn)行整合,推進(jìn)增材制造技術(shù)在航空制造業(yè)務(wù)中的應(yīng)用。本期,將與網(wǎng)友們一起走進(jìn)GKN,了解GKN航空航天部門在增材制造領(lǐng)域的布局。
GKN的收購“大事件”
首先讓我們了解一下GKN在航空航天業(yè)務(wù)領(lǐng)域的收購里程碑:
-2001年,GKN收購了波音公司在美國圣路易斯的結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)工廠,加強(qiáng)了與波音公司在金屬與復(fù)合技術(shù)領(lǐng)域的合作關(guān)系。
-2009年,收購空客在英國Filton的生產(chǎn)和組裝工廠,增強(qiáng)了在金屬航空結(jié)構(gòu)件裝配方面的實(shí)力。
-2012年,GKN收購了瑞典沃爾沃航空,打造了在航空發(fā)動機(jī)零部件的市場領(lǐng)導(dǎo)地位,擴(kuò)展了GKN航空航天業(yè)務(wù)。
-2015年,GKN收購荷蘭的福克技術(shù),此舉將有助于拓展GKN的國際業(yè)務(wù),并且可以增加在航空業(yè)務(wù)和飛機(jī)電線系統(tǒng)市場中的地位。
通過這些收購,GKN進(jìn)一步完善了其航空航天制造業(yè)務(wù)的版圖。航空航天制造業(yè)務(wù)對產(chǎn)品的交期、性能要求*為嚴(yán)格,同時(shí)對昂貴制造材料的成本節(jié)約也有迫切需求,這些需求也正是GKN 打造增材制造能力的主要?jiǎng)恿Α?/p>
在交期方面,GKN有些復(fù)雜零部件通過傳統(tǒng)制造開模技術(shù)迭代的周期長達(dá)2年,采用了增材制造技術(shù)之后可將迭代周期縮短至1年之內(nèi)。在成本方面的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在更高的材料利用率和能源效率上,增材制造技術(shù)對鈦合金這種昂貴的航空材料的利用率接近100%。
增材制造技術(shù)交期和成本上的優(yōu)勢是與傳統(tǒng)制造技術(shù)相對而言的,而增材制造技術(shù)所帶來的產(chǎn)品性能方面的優(yōu)勢指的是該技術(shù)可以為航空航天制造業(yè)務(wù)提供傳統(tǒng)制造技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的特殊零部件,例如,增材制造技術(shù)可以制造拓?fù)鋬?yōu)化的具有特殊幾何結(jié)構(gòu)的輕量化零部件。
在設(shè)計(jì)增材制造零部件時(shí)引入仿生設(shè)計(jì)概念也是GKN關(guān)注的重點(diǎn),增材制造技術(shù)有能力制造出定制化的“原位”復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)。通過控制工藝參數(shù),增材制造技術(shù)擁有了制造出所需的微結(jié)構(gòu)的潛力,這正是提高零部件性能所需要的能力。
增材制造技術(shù)包括多種不同的工藝,那么GKN 掌握了哪些增材制造技術(shù)?其三大增材制造*中心又分別擅側(cè)重于哪項(xiàng)增材制造技術(shù)呢?
精密沉積(Fine-scale deposition)
該技術(shù)既包括電子束融化焊接技術(shù),將金屬絲作為打印材料,并使用一種功率強(qiáng)大的電子束在真空環(huán)境中通過高達(dá)1000℃的高溫來融化打印金屬零部件;也包括送粉技術(shù),由激光在沉積區(qū)域產(chǎn)生熔池并高速移動,材料以粉末直接送入高溫熔區(qū),熔化后逐層沉積。
GKN美國辛辛那提增材制造*中心負(fù)責(zé)以激光束為能量源,對金屬絲材進(jìn)行熔融沉積成型的技術(shù)。GKN 航空航天部門主要將該技術(shù)用于制造大于50cm 的零部件,包括航空結(jié)構(gòu)件以及一些隨著買飛比的顯著提升而降低成本的零部件。
GKN美國增材制造*中心與美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室合作,針對大型零部件的增材制造能力,包括法蘭的局部制造或整個(gè)部件的制造。除了GKN美國增材制造*中心,GKN 位于瑞典的Trollhatten增材制造*中心是大型零件制造的主要基地。在這里,GKN 應(yīng)用這類增材制造技術(shù)制造鈦合金和鎳基合金。GKN對增材制造技術(shù)的應(yīng)用包括三大方面:高價(jià)值零部件的維修、中型航空發(fā)動機(jī)的制造、航空航天結(jié)構(gòu)件的制造。通過增材制造技術(shù)的應(yīng)用可以減少部件數(shù)量,減少零部件在精加工過程中的材料去除率,提高買飛比。