随着国内外对于增材制造技术研究的不断深入,增材制造产品在航空领域的应用潜力慢慢凸显出来。美国波音公司通过DED技术为其787梦幻客机生产结构部件,将Norsk Titanium公司的快速等离子沉积™技术用于飞机结构件研发,通过技术研究与改进以及一系列严格的测试,最终于2017年2月获得了首个3D打印钛合金结构件的FAA认证。
快速等离子沉积™技术3D打印钛合金结构件 美国GE在其LEAP发动机采用了增材制造燃油喷嘴,该燃油喷嘴采用Hastelloy X高温合金作为增材制造材料,是目前国际上第一款通过了适航认证的增材制造航空发动机组件。 增材制造LEAP发动机燃油喷嘴 适航即适航性,是指航空器适合/适应于飞行的能力。通过了适航认证,就代表了产品在研制及批生产阶段的各个环节均实现了有效的控制与管理,产品达到了规定的安全与质量水平要求。笔者认为,对于适航审查与认证的要求与条款的理解对于提高国内增材制造产品质量至关重要。 FAA全称Federal Aviation Administration ,美国联邦航空管理局,1967年成为交通部的下属。其主要任务包括:促进民航安全管理;鼓励和发展民用航空,包括航空新技术;开发和经营空中交通管制、导航系统的民用和军用飞机;研发体系和民用航空领空;制定和实施控制飞机噪音和其它节目环境影响民航;美国商业空间运输管理等。 随着增材制造在航空领域应用优势与潜力的展现,如何对增材制造这一新兴制造技术开展适航审查与认证工作受到了FAA的关注,并开展了以下工作(见下图)。 适航认证的起点从对技术的认知开始2015年6月3日,FAA发布了AIR 100-15-130-GM39《增材制造认知》备忘录,提出由设计、制造和适航部门(AIR-100)组建了增材制造国家团队(AMNT),收集有关AM应用的信息,并作为正在开展的AM认证研究的技术资源。这些信息将有助于AMNT识别技术问题,并研发促进AM零件获得FAA认证的指南。 疑问(考虑)是适航审查与认证的基础2016年7月7日,FAA发布了AIR100-16-130-GM18《粉末床熔融增材制造零件的工程考虑》备忘录,该备忘录不提供AM部件认证的指导,而是从产品设计、原材料、成形过程、后处理、检测方法、工艺验证、材料设计值获取以及其他方面(包括技术文件、电子文档、过程控制、成形中断、异质污染物控制、可追溯性等)提出了疑问(考虑)。这些工程疑问(考虑)是为与申请人进行认证讨论提供良好的出发点,并在需要问题文件(IP)中进行记录,为后续的适航审查定与认证奠定基础。 实地审核与更新迭代是确定评估审查要求的保证2016年9月30日,FAA发布了AIR 100-16-110-GM26《增材制造设施和过程的评估》备忘录,旨在帮助航空安全审查员(ASI)对AM设施及过程进行评估,协助审查员采集关键工艺参数,并从人员培训、场地设施、技术数据、原材料处理、设备、软件控制、制造过程有效性、制造过程监控、检测、冶金过程等方面进行全流程过程审核,并积累数据、更新迭代、并进行新的认证活动。随着增材制造工艺与流程的成熟及行业标准化的完善,增材制造国家团队(AMNT)预计会对该文档进行频繁修订。 结合需求为维修过程认证提供指导2016年11月30日,FAA发布了NOTICE 8900.391《飞机、发动机、螺旋桨中的增材制造维护、预防性维护及更换》,主要是为飞行标准服务(AFS)人员参与飞机、发动机及旋翼类飞行器的维护、预防性维修及更换时提供认证与监督的指导,同时对于FAA管理、运营及行政人员也可以参考这份文件进行相关的工作。该文件的实施有效期定为1年,并于2017年11月30日废止使用。 AC进一步指导开展适航符合性验证 |