Formlabs辅助制造：波音、空客飞机都在使用的应急灯带

来源：Formlabs


作为汉莎集团的子公司，Lufthansa Technik AG 不仅负责汉莎航空的维护和维修，还负责向空客、波音等主流设备制造商 (OEM) 销售航空产品和飞机零部件。Lufthansa Technik 参与研发和生产的其中一条产品线是客机内部的逃生路线标记。这种逃生标记是借助3D 打印制造辅助设备，以创新的方式制作的。

在采访 Lufthansa Technik AG 的项目工程师 Ulrich Zarth 时，谈到了该公司如何在生产中使用这些 3D 打印工具作为消耗品，以及 3D 打印如何优化流程，使整个流程更加顺畅。

Guide U：空客、波音广泛采用的逃生路线标记

作为的航空 MRO（维护、维修和大修）供应商之一，Lufthansa Technik 广泛使用增材制造。自2018年以来，公司内的一个跨部门机构一直负责开发用于制造航空航天产品的各种 3D 打印工艺，以及用于3D打印生产的工具和设备。这些飞机零部件的客户主要是空客、波音等大型设备制造商。

其中一个使用 3D 打印的产品是用于飞机内部的Guide U逃生路线标记。这些创新的地板标记因为使用了自发光的彩色颜料，是可以自行发光的。这些颜料通过吸收普通的客舱灯光，以保证在紧急情况下，能够在黑暗中继续发光。飞机地板上一排排座位上的自发光条显示了紧急情况下通往紧急出口的通道。

该专利系统已于 2021 年 11 月在德国汉堡的Lufthansa Technik内部生产。

△Guide U灯带安装在飞机上作为逃生路线标记。

3D 打印的喷嘴作为生产使用的耗材
为了制作这些逃生路线标记，Lufthansa Technik 的团队利用 3D 打印生产的制造辅助设备。在测试了不同的方法后，选择了Formlabs的光固化 (SLA) 3D 打印，将喷嘴用作制造过程的工具组件。

△喷嘴，由Clear Resin制成，带有一体式螺纹（最右侧的组建仍带有支撑结构）。

这种喷嘴是消耗品，一般情况下使用机械加工或注塑成型等传统工艺生产。3D 打印喷嘴是一种具有成本效益的替代制造辅助工具，喷嘴使用Fromlabs的Clear Resin通过 光固化 3D 打印进行生产，满足工具必要的质量和精度要求。该解决方案使 Lufthansa Technik 能够每天更换喷嘴以优化生产过程，保证成品质量。

“如果想要快速精确的获得几何形状的零件，特别是使用塑料材料，我会一直使用 3D 打印。”

—— Ulrich Zarth
Lufthansa Technik AG 项目工程师

3D打印制作辅助设备：兼具精度和灵活性

生产客舱内指示灯带所用的喷嘴工具是与 Formlabs 合作伙伴 myprintoo 合作在 Form 3L 上打印的。Form 3L 的大面积构建平台允许在一次打印中生产 72 个喷嘴。相比之下，在 Formlabs 光固化 3D 打印机的较小版本上， Form 3+ 能够在一次工作任务中打印 25 个喷嘴。

Form 3L 在不牺牲打印精度的情况下，为生产节省了大量的时间。

△在 Form 3L 上生产 72 个喷嘴，打印时间为 19.5 小时。

“我们在迭代过程中跟踪工具的构造，对层厚度、打印方向甚至部分组件几何形状进行任何调整，从而确保工艺可靠性和打印质量，”myprintoo 的 Jonathan Wulf 解释说.

打印完成后，仅需要标准的光固化后处理不走，喷嘴即可直接用于Guide U灯带的生产过程。

在对几种 Formlabs 材料进行测试之后，Lufthansa Technik 最终选择了Clear Resin，它除了提供适当的稳定性和表面质量外，还有助于 Lufthansa Technik 不断优化其生产流程。

作为负责的项目工程师，Zarth 与 Formlabs 的合作伙伴 myprintoo 密切合作，共进行了五个版本的喷嘴迭代。由于 myprintoo 的 3D 打印部件提供快速可靠的服务和交付，偶尔仍会进行设计更改以优化流程。

“我们几乎马上就注意到了这次合作最大的好处是快速调整和迭代。例如，过程中的某些事情没有按应有的方式进行；在晚上就对喷嘴模型进行了调整，第二天我们就可以使用新喷嘴进行打印了。”

—— Ulrich Zarth
Lufthansa Technik AG 项目工程师

△Lufthansa Technik 通过Form 3L，使用Clear Resin批量制作的喷嘴。

使用3D打印对生产进行流程优化
Zarth 和他的团队通过内部 3D 打印喷头这一小型组件，在生产过程中节省了大量时间和资金成本。与制造此类工具的传统方法相比，他们还能够避免第三方生产机构定制的过高的起订量，并在工艺优化中保持显著的灵活性。  

“理论上，我们也可以通过注塑制作这一零件。但我们永远不会在喷嘴的形状和调整方面如此灵活。这就是我看到 3D 打印的巨大优势，”

—— Ulrich Zarth
Lufthansa Technik AG 项目工程师

相较于许多公司所使用的注塑成型、CNC加工或其他传统工艺为生产制作金属或塑料的工具，3D打印提供了更具竞争力的解决方案。

采用3D打印，厂商可以尽量避免外包所带来的交货时间长、成本高和高起订量的压力。同时，厂商还能根据实际应用的情况对生产工具进行实时的调整，保证了高效生产。

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凭借 33.5 × 20 × 30cm 的超大成型体积，打印出全尺寸的大型原型或精细模型。大尺寸打印仍然保持一贯的高品质。Form 3L 能实现立体光刻 3D 打印所特有的光滑表面和精细的表面细节。

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