测试通过金属3D打印能制造更好的液压零件(2)
-- 机加工、检测技术一个都不能少
不过金属3D打印在液压零件方面的应用还需要与机加工以及热处理等后处理工艺相结合才能真正达到零件的性能要求。宾夕法尼亚大学的Timothy Simpson教授曾制造了一个带复杂内腔结构的液压零件，这个零件是用Inconel 718合金制造而成的，在3D打印完成后，多轴CNC加工中心为精加工关键特性提供了高度的精度，这个特殊零件需要精确的外径，以确保跟其他零件能成功安装在一起， 为了正常运转，表面光洁度也是另外一个重要的关键质量要求。圆柱体的顶面和底面存在临界平面度和平行度的精度要求，这都需要通过机加工来实现。 最后，流体端口必须承受10,000psi的压力，这需要进行精密的螺纹磨削操作。
先进的检测技术也同样不可或缺，拿宾夕法尼亚大学的Timothy Simpson教授所完成的这个液压零件来说，为了确保内部结构的正确性，宾夕法尼亚大学和Imperial机床工具公司通过计算机断层扫描系统和其他先进的设备来完成零件内部的检测。最后获得的零件比原来的设计减轻重量超过40％，同时提高了流体流动性能。
此外，很多液压零件需要锻造件的致密度，虽然热处理可能会带来一定的几何变形，但是热处理对于获得更加致密的液压零件是不可或缺的，3D科学谷认为如何将3D打印技术与热处理技术结合起来，这对于液压零件的制造非常重要。
-- 目标：量产
在3D打印液压零件实现量产方面，根据3D科学谷的市场研究空客可谓是个野心勃勃的实践家，2017年3月30日，空客装载了首个3D打印液压件的A380飞机已试飞成功，这让空客看到了通过3D打印提高液压零件性能的机会。不过这个零件的制造过程是充满探索与曲折的，扰流板液压件是一个关系到飞机安全的关键部件，它的作用是控制空气断路或者扰流板。
在七年的研发过程中，这个项目组一直针对金属3D打印这一增材制造技术而进行扰流板液压件的优化设计。3D打印的材料是Ti64钛合金，3D打印液压件的明显优势是轻量化，其重量相比原来液压件减轻35%。在性能方面，3D打印的液压件使液压系统的效率得以优化，产生更少的热量，降低噪音，同时对液压动力的要求更少。而液压系统效率的提升，将为飞行带来附加效益，例如减少空气阻力以及优化飞机的燃油效率。
3D打印液压件的研发和测试过程是漫长的，通常为了保证飞行安全，即使是由传统制造方式制造的液压零部件也需要经过1200万个测试周期，3D打印液压件也同样需要经历这样一段测试周期之后，才能够进行飞行测试。
对于这个3D打印扰流板液压件，空客的最终目标是实现量产。参与项目的成员德国利勃海尔集团是空客的一级供应商，该公司与2016年年底向空客交付了3D打印液压件。利勃海尔的专家曾表示，对于航空3D打印液压件他们还有更多的设计思路，接下来他们将会进行首轮测试。未来，他们将建立一个增材制造工厂，量产这些液压件。
-- 当前的可操作性
当然，实现量产的路或许还很长，意大利Aidro Hydraulic给出了当前3D打印应用到液压零件的参考因素。生产数量：传统制造技术适合大规模生产，对于小批量的复杂液压件3D打印技术则更经济。
交期：用CNC机床加工金属棒料，制造周期为30-60天；如果是对液压铸造件进行加工，那么从铸造到完成加工的周期为6-12个月；用金属3D打印技术制造复杂液压件的周期可以缩短至几天之内，如果打印件需要进行机加工，则周期需要增加1-2周。
材料选择：液压零部件的制造材料必须具有足够的强度和耐腐蚀性，才能安全地应对液压系统的高压，传统液压技术中最常用的材料是碳钢，不锈钢和铝。 金属3D打印设备可加工的材料包括：不锈钢（AISI316L）、铝、钛（Ti6Al4V）、铬镍铁合金（625或718）、马氏钢…
原型设计：如果客户要制造的液压件是用于设计验证的原型，那么，金属3D打印技术则更具灵活性，它的价值在于可以短时间内同时打印出不同型号的设计原型。
–—- Review
当前3D打印在国内的液压领域的应用还处于空白，这主要源自于两方面原因。
一是我国不少关键的液压零件制造水平落后于国际水平，长期以来我国在打破关键液压零件依赖进口方面做出了不断的努力，但是追赶这个差距的本身就消耗了大量的精力和财力，这使得企业很难顾及像国外企业这样花费长达十几年的时间探索3D打印技术与液压零件的制造技术的结合。
二是对于成熟的液压产品来说，尤其是航空航天和国防军工领域，不仅仅缺乏对3D打印技术的掌握，国内企业还缺乏整套的思路如何通过3D打印技术来制造出满足复杂且严苛的军标液压产品。根据3D科学谷的市场研究，在这方面，制造型企业呼唤3D打印企业的全套培训与打印服务体系，只有双方携手，才能探索出切实可行的方案。
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