在飞机发动机研发过程中，3D 打印的测量支架被用于温度和压力测量，以便确定飞机发动机的功率大小。

安全是航空航天业的重中之重。为了降低昂贵材料的成本、减轻飞机零件的重量，航空航天制造业正在寻找新的生产制造方式，但属于高科技行业的航空航天工业领域也对增材制造技术持怀疑态度。因此，只有那些有说服力的新技术案例才有助于改变这种怀疑态度。

位于西班牙的Ramem公司是一家专门设计、生产和制造机械、电子产品的公司。这家总部位于马德里的公司，所生产的飞机零部件形状非常复杂，并且有着非常高的航空航天技术要求。“我们的航空航天领域中生产许多小批量的产品，因此很长时间以来就一直致力于增材制造技术的研究。在减轻重量、减少配套组件和节约成本方面，增材制造技术有着比传统生产制造技术更多的可能性。”公司研发经理SilviaLópez-Vidal女士解释说道。

准备起飞

除了了解增材制造技术的潜力之外，Ramem公司还将增材制造技术列为推动企业发展的重大战略。“迟早有一天增材制造技术会‘飞到’航空航天领域中来。因此，我们现在的工作就是尽早为这样的‘起飞’做好技术储备。”López-Vidal女士说道。.

因此，Ramem公司的工程师们聚精会神地仔细分析所生产的零件，以便确定它们是否能够在增材制造技术的帮助下带来更多的经济效益。其中一个被称为测量支架的零件是最有希望采用增材制造技术的。这也是航空发动机研发过程中确定航空发动机性能、对压力和温度进行高精度测量时使用的支架。

这一测量支架有着很高的技术要求：它在发动机的尾喷管内工作，工作时承受着极端的高温、应力和高压。高尺寸精度和光滑的空气动力学表面质量要求对测量结果的准确性都有着重要的影响。

高要求的精致零件

测量支架由四个零件组成。这些零件都需要经过精心的铣削加工、手工组装并最后一个个焊接在一起。测量支架的关键是多个空心短管。这些空心短管都是沿着细长的测量支架，从支架后方插入到支架体内，并最终焊接在采样点的位置处。

这一根根短管的壁厚不到0.3mm。而测量支架体又是一个封闭的整体。“将短管插入到支架体内需要集中很高的注意力——认真仔细，小心翼翼，这样才能满足装配精度的要求。如果其中的任何一根短管的位置不正确则整个测量支架都成了废品。而且短管的尺寸公差仅有±0.05mm，其端部还有一个安装温度传感器的小孔。”López-Vidal女士说。

在飞机发动机研发过程中，3D 打印的测量支架被用于温度和压力测量，以便确定飞机发动机的功率大小。

Ramem公司的工程师们很清楚：需要绣花般细心制作的测量支架最适合采用增材制造技术了。最重要的是：要对测量支架的结构设计进行改进，使之适合于采用增材制造技术。承担改进设计的是增材制造专业企业Prodintec公司。一旦增材制造技术的应用取得了成功，则测量支架的零件数量就会从四个减少到一个。但，尽管付出了种种努力，第一次尝试的结果是非常令人失望的：“在增材制造过程中细长的支架体出现了变形，在支架体细小的通道内残留了一些3D打印的金属粉末和其他固体杂质。另外，3D打印的结果既没有满足尺寸精度的要求也没有满足光滑的表面质量要求。”López-Vidal女士解释说道。

带来突破的第一个原型样件

López-Vidal女士和她领导的团队并没有因这次挫折而止步。在2017年度的法兰克福国际精密成型及3D打印制造展览会Formnext上，她和通快公司增材制造项目经理JuliaMoll女士及其团队进行了交谈，向他们介绍了测量支架3D打印中遇到的问题。“通快公司增材制造技术的开发人员向我们保证：用它们的激光器和金属粉末能够解决我们的问题。”López-Vidal女士说道。他们用Prodintec公司设计改进设计的测量支架CAD图形开始尝试着解决问题。

通快公司利用 Truprint 1000 型 3D 打印机打印的测量支架。

“测量支架打印中遇到的最大挑战是支架的放置位置和方向。我们必须设计好测量支架打印过程中的放置位置和方向，以便在没有支撑结构的情况下完成整个支架的全部打印过程。我们不能将支撑结构设计在要求很高的支架顶部，或者设计在支架体内部。另外我们还必须确保不出现热变形。这也不是一件容易的事情：因为测量支架的壁厚太薄了。”JuliaMoll女士说。

通快公司在Truprint1000型3D打印机中打印了1,000件测量支架，而这第一批3D打印的测量支架质量就令人信服：“借助于3D扫描技术我们可以证明增材制造打印的零件满足了几何精度的要求，借助于显微照片我们确定了3D打印零件的表面密度达到了99.95%。”JuliaMoll女士解释说。但增材制造技术专家们想了解的更多一些。他们找来了X光和计算机断层扫描系统Yxlon，与生产厂家一起对原型样件进行了CT扫描。CT扫描检查的是支架通道是否完全畅通和微孔的大小。另外，专家们还利用自动检测技术检查了测量支架内部的40多个尺寸。结果都很好：通道是连续、畅通的，微孔尺寸都小于100μm，所有尺寸都满足了尺寸公差的要求。

节约了将近80%的生产成本

增材制造专家们完美地完成了开发任务，“通过改进设计，缩短了生产加工时间，所使用的金属材料也减少了80%左右。经过核算，3D打印可以为我们节约74%的总成本。这在行业领域中绝对是最佳成绩了。”JuliaMoll女士非常满意。

现在，实际的生产开始了，“重要的是继续关注增材制造技术，并不断地告诉决策者们采用增材制造技术的可能性。我们用测量支架的例子再次证明了增材制造技术的应用潜力。但航空工业领域是一个非常敏感的市场领域，我们说服飞机制造商在结构件和其他重要的飞机零部件中采用增材制造技术尚需时日。但是，我们和其他一些大型供应商企业正在不断地丰富我们的增材制造专业知识这一事实就已经证明：我们相信这项技术一定能够获得成功。”对于未来，López-Vidal女士仍满怀期待。