鈦作為一種材料,其是相當昂貴的。這種堅韌的材料在航空航天制造中提供了一系列優點,包括輕量化強度和通用性,但也比鋁更昂貴。由于波音公司正在努力降低787夢幻客機的成本,3D打印鈦零件可能是其中的一部分。挪威3D打印公司NorskTitaniumAS滿足了波音公司對3D打印件的需求。通過FAA最近批準的一個打印過程,零件制造協作可以降低夢幻客機的成本,每架飛機節省多達300萬美元。一架波音787中可以使用RPD工藝制造的鈦組件估計有1000個。“我們認為每個零件可以節省2500美元,每架飛機就是250萬美元。如果每年生產144架飛機,那就是3.6億美元。這種節省是個變革。”Norsk還留意RPD工藝的環境影響。通過減少鈦廢料的數量(預計1磅上天產生40磅廢料),該工藝還能減少鈦礦的采掘和冶金量。
Norsk鈦公司研發其快速等離子沉積(RPD)工藝超過10年,它可以用比相同組件少50%~75%的成本生產鈦組件。其工藝涉及將室溫鈦6-4線纜輸送到一個在氬氣環境下由一對焰炬生成的等離子弧中。鈦的溫度升溫數千度之后由機器人沉積臂作為液體進行3D打印。鈦在沉積后迅速固化。組件在一個閉環工藝中層層構建,幾乎不需要精加工。這個4月,Norsk宣布將通過RPD為波音787生產3D打印結構鈦組件。波音設計了組件并且在開發過程中與Norsk密切合作。為認證這些初始結構組件,波音和Norsk在2月用FAA認證交付物執行了一個剛性試驗程序。Norsk是波音高沉積速度材料規范的首個供應商。對于787Dreamliner上的碳纖維機身和機翼,鈦的使用至關重要。這也是波音公司的主要競爭對手空客及其A350噴氣式飛機,其中鈦被廣泛使用。通過NorskTitanium的快速等離子體沉積(RPD)工藝,可以降低鈦零件的成本。在此過程中,鈦絲被饋送到一組等離子體炬中,這些等離子炬由氬氣環境保護。通過更有效率、低成本的方式,RPD允許創建與傳統偽造部件一樣強大的部件。波音公司與NorskTitanium緊密合作,設計和開發部件,部分原因是確保符合FAA的要求。“傳統方法是用200磅的鍛件生產20磅的零件。我們可以用30磅的材料生產20磅的零件。”生產200磅的坯料并加工成20磅的組件需要的準備時間是55-75周。同樣的組件通過RPD和精加工構建只需要2-3小時。由于增材工藝中廢料和加工能量的極大減少,Norsk宣稱節省75%的成本和時間。
FAA批準部件生產過程對于降低成本至關重要,因為它消除了在每個部件上獲得單獨機構批準的需要,這是一個每平方米數百萬的過程。波音和NorskTitanium已經表示,他們的鈦打印部件是第一打印結構元件,被設計為在飛行中處理機身的要求。波音公司在制造噴氣發動機和太空出租車時已經使用用于航空航天應用的3D打印零件,并且也由通用電氣公司制造,因為集團制造商正在金屬3D打印飛機發動機燃料噴嘴。到目前為止,這項技術顯示出其在航空航天工業以及其他類型制造業的潛力越來越大。