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前不久，GKN Aerospace公司(以下简称GKN)首席技术专家Tim Hope和增材制造首席技术专家Brad Hughes带领TCT资深编辑Sam参观了位于英国布里斯托尔的GKN的全球技术中心(以下简称GTC)，并进行了关于行业的深入交流。
GKN提供飞机机身和发动机部件产品，目前公司已经掌握了跨金属和复合材料领域的专业技术，其中，大部分的增材制造零件是由金属沉积技术和轨道外金属粉末床熔化机设备制造的。
GKN的航空卓越中心及研究伙伴(来源：3D科学谷)
GKN的全球技术中心(以下简称GTC)的建立旨在加强GKN内部与外部客户群及合作伙伴之间更紧密的合作关系，建立GTC的初始资金主要来源于英国政府，时任首相鲍里斯·约翰逊在2021年10月为该基地揭幕。
采用增材制造这一举措符合GKN对“更可持续的航空航天未来制造”的追求。虽然公司看到了增材制造技术在优化发动机和结构部件的重量和成本的价值，但同时也承认目前在保证制造样件的可重复性方面仍颇具挑战。
GKN首席技术专家Tim Hope说道：“对于增材制造，可重复性、降本增效让人们对这项工艺产生了信任。金属增材制造技术的作用就是为了降低技术风险，可以更好为客户提供服务。”
GKN的工厂汇集了广泛的增材制造能力设备，多台从EOS和Renishaw采购的金属激光烧结设备将在工厂同时运作。此外，由AIRLIFT的研究计划开发的线基激光金属沉积技术(LMD-w)已被应用到发动机业务中。 据了解，LMD-w技术允许的最大3D打印尺寸达到了3米，有望应用于航空结构产品。
图片GKN Aerospace通过AIRLIFT研究计划开发的专有激光金属线沉积(LMD-w)技术
尽管GKN已使用LMD-w设备打印了飞行零件，但公司仍在根据其自身、客户和政府的标准验证该技术。增材制造等新工艺的认证恰恰就是GKN最大的挑战之一，虽说监测和模拟有助于解决该问题，但据说开放系统对认证也有很大的助力。因此，GKN可以保证LMD-w工艺的质量，但对于粉末床熔融类技术的引入，还需要与其他供应商建立良好的联系。
GKN首席增材制造技术专家Hughes指出：“飞行部件的终端服务对象是航空公司。客户提供需要的信息，我们整个生产价值链就需要根据这些信息做出判断，并快速传达到热处理、粉末供应商、机器供应商等各个环节。”
GKN位于布里斯托尔市菲尔顿的全球技术中心内部
另一个车间里，摆放了一排桌面级3D打印设备：由Stratasys和HP共同开发的Designjet机器、一台Ultimaker S5、一台Formlabs Form 2和一台Markforged Mark Two。这些机器是用来生产夹具、固定装置和设计辅助工具。GKN计划下一步引进Arcam A2设备。
在 GKN展示的打印部件中，有坦克模型和其他使用 LMD-w 制造的成形部件、使用直接金属激光烧结(DMLS)技术制造的认证支架部件，以及粉末床熔融设备生产的发动机部件，LMD-w 技术会被用来制造那些DMLS技术难以加工的大型构件结构。
同时，GKN也在一直积极参与一系列认证标准的工作，近年来与NASA、美国材料与试验协会(ASTM)和美国汽车工程师学会(SAE)等机构在制定标准方面取得了一些进展，并与商业和学术实体保持良好关系。但是，在按照这些标准开展生产工作时，GKN不仅面临着确保技术的可重复性，而且还面临着产生航空航天零件所需的动态特性的额外成本。
GKN首席技术专家Tim Hope认为，增材制造在航空航天领域只有两个挑战：生产力和认证。是否能每天都以同样的方式制造出合格的零件?能否能比其他工艺更有成本效益地生产?只有掌握这两个关键因素，才能达到增材制造的真正应用标准。
GKN首席增材制造技术专家Hughes补充说：“炒作光环淡去后，才是增材制造真正发光的时候。前几年处于风口的3D打印行业确实出现了很多很先进的概念性产品，但要想在实际应用中以真正实现，为未来解锁更多可能性，取决于我们能否平衡中短期商业利益和长期回报。我们可以看到增材制造中的拓扑优化、功能集成和其他优势，但要让客户和政府认证机构的对这项技术保持信心，才是重点所在。”
用GKN航空航天公司的LMD-w技术打印的零件。
航空航天领域的OEM并不多，所以在增材制造领域所做的一切都集中在建立供应商信任上。如了解客户的需求后，按期完成交付，那么这将是一个可持续的业务。创新来自于市场需求、业务和技术可行性，这三者需结合起来，当一家公司可以反复为客户做到这一点时，才会成功。
采访接近尾声时，编辑团队发现了Hughes在2014年使用DMLS技术打印的一组隔音衬垫。Hughes解释说，那天早上我收到了零件的尺寸数据，当晚就在CAD中建立了零件的模型，第二天就完成了样件打印，并与技术团队一起组装，三天后这个样件就被用在发动机测试中。
Hughes表示：“这很奇妙。那是我第一次亲眼见证从一个脑内想法到一个实体样件的速度是如此之快，而这一切都归功于强大的金属3D打印能力。”
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