2016年航空增材制造业将迎五大变革

飞机装配智能化

　　2015年初，英国GKN公司表示将领导几家业内企业进一步完成欧盟“未来机翼结构赋能制造技术的验证与集成”项目，研发有市场前景的机翼设计、制造和装配技术，提升自动化和智能化水平。

　　同年7月，波音展示了其“黑金刚石”项目，其目标之一是推进基于模型的工程，验证将更多的自动化装配技术融入复杂的飞机结构制造中。2016年1月，波音又获得了一项“机身全自动化制造工厂”专利，展示了基于自动导向车和移动机器人的自动化、可重构、可移动智能生产概念。

　　增强现实和可穿戴技术将使飞机装配工人的技能得到革命性提升。2015年5月，波音在其加油机装配线演示了一个增强现实平板工具，机械师可以看到现实世界中他正在装配的扭矩盒单元，也可以看到数字化的指导书、零件和箭头，以增强现实世界中的视野。6月，空客展示了一种可穿戴技术，能够帮助操作人员降低装配客舱座椅的复杂度，节省完成任务的时间。未来，这项技术将用于为A330客舱安装座椅。

　　此外，2015年10月，美国数字制造与设计创新机构启动了“自动装配规划”以及美国国防高级研究计划局(DARPA)“自适应运载器”的后续项目——“机械装配的自动公差分配”，两项研究成果被机构核心成员波音、洛克希德·马丁、GE航空、罗罗公司等应用后，将进一步提升航空装配的智能化水平。

　　基于实时原位建模仿真的自适应加工，装配指令的自动化生成，基于先进测量和柔性理念的自动化装配，人与可移动机器人的协同工作等将是美欧航空制造商的几个主攻方向。2016年及未来几年，飞机装配领域将率先实现智能技术的大规模应用，并延伸至其他制造以及设计领域。届时，航空制造也将越来越“趋于前端”，越来越依靠“运筹帷幄”，航空工业的博弈将从“赛博空间”开始就能够分出胜负。

　　不可思议的新材料

　　洛克希德·马丁使用一种名为“Beralcast”的材料降低了F35的制造成本。该材料是一种铍铝合金，刚度是铝的4倍，而质量只有铝的1/5，预计该材料及其快速、高产的制造工艺将带来30%?40%的成本降低。

　　德国MTU发动机公司为普惠公司齿轮风扇发动机(GTF)开发的新型钛铝合金于2015年12月取得适航认证，该合金结合了镍金属和陶瓷材料的优点，用于涡轮叶片设计可比现有镍合金组件轻一半，极大优化涡轮盘的设计，实现发动机减重。

　　革命性新型金属材料有望用于航空结构件制造。波音在2015年10月展示了世界上最轻的金属材料，它是一种微晶格镍磷合金，具有壁厚仅为100纳米的中空管结构，比碳纤维还轻10倍，但非常坚硬，且压缩50%后还能完全恢复，具有超高吸能能力。

　　2016年1月，美国雷神公司公布了一种超强轻质结构金属，材料主要由镁组成，注入了密集且均匀分布的陶瓷碳化硅纳米微粒，从而具有“创纪录”的比强度和比模量，而且能够批产。

　　2016年及未来几年，基础研究的突破和集成计算材料工程(ICME)的进展，还将使得这样的新材料不断涌现。如果技术和制造成熟度的提升使其能够实现产品应用，或将彻底颠覆当前航空产品设计及制造工艺。

　　供应链发生巨变

　　航空钛合金供应市场风云突变。2015年7月，美国铝业公司在不到9个月的时间内完成对英国福瑞盛、德国TITAL和美国RTI国际金属公司的收购，加速布局航空钛合金以及增材制造市场。8月，巴菲特宣布将以372亿美元收购精密铸件公司，大举进军航空制造业。面对来自资本巨头的竞争，美铝公司于9月作出拆分决定，加速向下游金属服务和加工企业转型。

　　航空复合材料供应市场集中度陡增。2015年12月，比利时苏威公司斥资55亿美元完成对美国氰特公司的收购，坐上航空复合材料原材料供应商次席。受此影响，2016年1月，业界老大赫氏公司也把一年前只收购了一半的英国Formax公司全盘买下。此外，2015年7月和8月，加拿大Avcorp工业公司和英国梅吉特公司分别提出了对德国SGL旗下Hitco公司和英国科巴姆公司复合材料业务的收购计划，进一步搅动全球碳纤维复合材料结构件供应市场。

　　2016年及未来几年，航空制造领域的基础供应体系必将产生剧变，范围更广的整合、更深层次的重组，将成为航空制造产业格局转变的重要里程碑。