航空制造的案例
生產制造 | NCSIMUL助力航空制造業蒙皮安全加工
在航空制造業，蒙皮作為飛機的關鍵氣動結構，如同飛機的“肌膚”，不僅塑造其外形，更直接關系到飛行安全與性能。隨著復合材料在蒙皮制造中的廣泛應用，飛機整體減重目標得以有效推進，然而，隨之而來的高精度加工挑戰亦使生產管理者面臨嚴峻壓力：
? 成本高昂：復合材料本身價格昂貴，加之蒙皮尺寸龐大，單件原材料成本即構成顯著負擔。加工過程中的任何失誤導致報廢，都將帶來巨大的經濟損失。
? 風險嚴峻：用于航空蒙皮加工的大型數控機床結構復雜、附件眾多、造價昂貴。一旦因程序或工藝失誤發生機床碰撞，輕則損毀刀具、夾具及工件，重則導致機床核心部件嚴重損壞，后果不堪設想。
? 平衡之難：如何在確保每塊蒙皮加工質量完美無瑕的同時，杜絕安全事故發生并提升生產效率？這已成為航空制造企業亟待解決的復雜命題。
01
NCSIMUL在蒙皮加工仿真中的應用
海克斯康NCSIMUL為制造企業提供數控加工仿真、優化、后處理一體化解決方案，其專注于機床加工的安全性，并在確保安全的基礎上，提供程序優化及后置處理等一系列高效、實用的解決方案。面對航空制造業的種種痛點，NCSIMUL憑借其卓越和高效的性能，成為航空蒙皮加工領域的“安全衛士”與“增效專家”。
# 構建高精度“數字孿生”加工環境
NCSIMUL的核心優勢在于其構建高度逼真虛擬加工環境的能力：
?精準構建虛擬數控機床（精確到每一個軸、附件、防護門） ；
?無縫導入蒙皮的CAD模型和CAM生成的加工程序 ；
?建立與實際完全一致的虛擬刀具庫（包括尺寸、形狀、夾持）；
?設定毛坯、夾具位置，還原冷卻液等客觀條件。
展開 當國際巨頭進入增材制造領域時，國內航空制造企業將何去何從？
世界三大增材制造專業展覽會之一的TCT亞洲展——亞洲3D打印、增材制造展覽會將于2019年2月21日在上海新國際博覽中心拉開序幕，其中涉及金屬增材制造技術的企業創紀錄地達到了115家，其中包括了GE的增材制造的子公司GE Additive、GKN公司、歐瑞康、通快、DMG MORI等航空加工制造的企業。
對于國內航空制造企業而言，TCT亞洲展能夠一站式幫助獲取增材制造技術迭代情況；了解GKN、歐瑞康等國際航空制造供應鏈企業如何迎接增材制造的挑戰，以及如何應對增材及整個數字化制造對航空制造、維修的變革。
讓我們盤點一下明年TCT亞洲展對航空行業有哪些不容錯過的部分。
2018 年TCT亞洲展現場
下一代金屬增材制造設備登場
目前國內航空領域裝機量較多的金屬3D打印設備，以德國的EOS M280以及英國RenishawAM250為多，是兩家公司在2011年先后推出的基于激光熔融技術開發的增材制造設備。
C919大型客機應急門導向槽零件
而明年亮相的最大革命性技術，非全球增材制造的最大獨角獸——Desktop Metal在亞洲的首次出展，該公司目前估值為10億美金，投資者包括Google、通用汽車。Desktop Metal采用的技術叫做結合金屬沉積（BMD），與使用激光器進行打印的SLM技術不同，其是通過擠出液滴再層層堆積的方式構建3D實體的，這一技術更接近于傳統的MIM金屬注射成型技術。由于不會使用粉末進行燒結，其打印價格約為SLM技術的十分之一，而目前推出的Production系列的生產速度會是現有技術的100倍。
展開 航空制造推動新概念機器人發展（上）
01
目前，航空制造商正在越來越多地采用機器人來替代以往由人類和笨重設備來承擔的單調工作和復雜任務，絕大部分機器人本質上與汽車裝配流水線上的工業機器人一樣。然而近年來，空客、波音、洛馬等制造商正在研究將新概念機器人引入裝配線，從事更加有挑戰性的工作。未來，航空制造中的工業機器人將向新構型靈巧機器人和自主式協作機器人等新概念機器人發展。
一、新概念機器人及其關鍵技術
航空制造的特點決定了必須針對特定部件和工藝定制開發制造機器人，當前還有一些領域亟待新型機器人解決方案以提升效率和精度，如狹小空間裝配、極端尺寸裝配；同時，還存在一些不能完全由機器人替代人類完成的任務，需要人類和機器人在同一區域共同工作。本文以簡單原則將新概念機器人分為兩類，即新構型靈巧機器人和自主式協作機器人，兩者之間依具體任務也可能存在交叉。
1、新構型靈巧機器人
面向航空制造的新構型靈巧機器人主要包括柔性關節機器人和并聯運動機器人，它們最大的特征就在于不同于傳統工業機器人的構型，以獲得更大的運動自由度。
柔性關節也被稱為“蛇形臂”，一般可以驅動30倍于直徑的臂長，其挑戰在于如何輸送能量，以及在緊湊的結構中實現高動力輸出。就像胳膊中筋把肌肉連接到骨關節一樣，蛇形臂采用不銹鋼線纜連接機器人的各個關節，將機器人基座內多達50個無刷換向直流電機的機械動力輸送進蛇形臂，在產生足夠扭矩的同時讓每個關節可以獨立旋轉90度角。
展開 包括GE與GKN的115家金屬3D打印關聯企業參展，國內航空制造業洞悉全球增材制造技術的必去展會
世界三大增材制造專業展覽會*之一的TCT亞洲展——亞洲3D打印、增材制造展覽會將于2019年2月21日在上海新國際博覽中心拉開序幕，其中涉及金屬增材制造技術的企業創紀錄地達到了115家，其中包括了GE的增材制造的子公司GE Additive、GKN公司、歐瑞康、通快、DMG MORI等航空加工制造的企業。
對于國內航空制造企業而言，TCT亞洲展能夠一站式幫助獲取增材制造技術迭代情況；了解GKN、歐瑞康等國際航空制造供應鏈企業如何迎接增材制造的挑戰，以及如何應對增材及整個數字化制造對航空制造、維修的變革。
讓我們盤點一下明年TCT亞洲展對航空行業有哪些不容錯過的部分。
01
2018 年TCT亞洲展現場
· 下一代金屬增材制造設備登場 ·
目前國內航空領域裝機量較多的金屬3D打印設備，以德國的EOS M280以及英國RenishawAM250為多，是兩家公司在2011年先后推出的基于激光熔融技術開發的增材制造設備。
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C919大型客機應急門導向槽零件
而明年亮相的最大革命性技術，非全球增材制造的最大獨角獸——Desktop Metal在亞洲的首次出展，該公司目前估值為10億美金，投資者包括Google、通用汽車。
展開 
激光焊接技術在航空制造中的應用
隨著長壽命、高可靠性、低成本、高性能的設計及制造要求，越來越多的新型高性能材料、復雜結構在飛機及航空發動機設計中被廣泛應用，如整體壁板、整體葉盤/葉環、空心葉片、單晶/定向凝固葉片、粉末合金及復合材料構件等。新型高性能材料、復雜結構的擴大使用，在提高裝備性能的同時，也對包括焊接技術在內的航空制造及修理技術提出了更高的要求。
激光焊接具有能量密度高、熱輸入量低、結構變形小、無需真空環境、高質量、高精度、高效率等技術優勢，在各類金屬材料熔化焊接方法中獨占鰲頭；結合工業機器人、視覺傳感跟蹤系統、自動送絲（送粉）系統（見圖1），易于實現集成化、自動化、柔性化、批量化制造，在全球制造產業中占據越來越高的地位。近年來，隨著高功率激光器的不斷發展，激光束流品質的不斷提高，激光焊接技術實現了由傳導焊向深熔焊的根本性轉變，應用范圍進一步擴大，在航空制造及修理中重要性也不斷提高。
圖1?搭載機器人的激光填絲焊接系統
1. 激光焊接在飛機制造及修理中的應用
（1）激光焊接在飛機制造中的應用 在飛機制造領域中，激光焊接技術主要應用于飛機大蒙皮的拼接以及蒙皮與長桁的焊接，機身附件的裝配中也大量使用了激光束焊接技術，如腹鰭和襟翼的翼盒。近年來，激光焊接技術也多用于薄壁零件制造，如進氣道、波紋管等。
早在20世紀70年代初，美國已利用15kW的CO2激光器針對飛機制造業中的各種材料、零部件，進行了焊接試驗及評估工藝的標準化。美國愛迪生焊接研究所與海軍焊接中心聯合開展了戰機裝備激光焊接技術研究。意大利于20世紀70年代末從美國引進了15kW的CO2 激光器，隨后歐盟對航空發動機中的各種容器及輕量級結構立項，開展了長達8年的激光焊接應用研究，材料涉及鈦合金、鎳基、鐵基高溫合金等。
展開 航空航天制造的數字化未來（免費領資料）
新興數字化技術力爭改善航空航天與國防設計和制造系統，從而實現迅速、高產的交付。
航空航天制造的數字化未來將由幾項關鍵的顛覆性創新和技術打造。
此白皮書重點審視這些因素以及如何將當前航空航天與國防制造運營轉化為經得起未來考驗的工廠。下載白皮書了解更多信息。
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聯通航空航天設計與制造
航空航天與國防領域的創新將徹底改變我們生活和旅行的方式。在數字化生態系統中聯通航空航天設計與制造，對于建造經得起未來考驗的工廠而言至關重要。
為使設計與制造互聯的優勢最大化，必須在整個過程中運行數字線程，而數字線程提供了萬事萬物均存在其中的同一生態系統。其中包括從基于模型的系統工程到項目規劃、產品設計和工程、驗證管理、供應商管理、智能制造和產品支持（維護、維修和大修）這整個過程。
航空航天制造趨勢
根據航空航天制造趨勢，編織數字線程以及時、經濟且可持續發展的方式顛覆制造，此舉至關重要。能夠聯通人員、系統和數據的數字化生態系統必不可少。這種聯通性正是智能工程得以推動、而不只是跟上行業發展的原因所在。
影響航空航天數字化制造的重要趨勢和發展包括人工智能、自動化、仿真、大數據、物聯網 (IoT)、增強現實、增材制造、云、水平/垂直軟件集成。所有這些技術都正在引入現有航空航天與國防項目，或者已經在項目中幫助開發那些能夠改變我們未來生活方式的新功能。
飛機制造過程的數字化
在如今這樣前所未有的創新和變革年代，系統需要針對設計變更提高速度、效率且易于定制。為了滿足不斷增長的開發需求，必須探索數字化技術以確保從初始設計階段到批量生產這整個流程盡可能無縫。
飛機制造過程的數字化正在徹底改變航空航天與國防行業的方方面面。
展開 質量管理 | 海克斯康QMS系統賦能民用航空制造企業筑牢質量管控新防線
近年來，全球航空制造行業呈現出蓬勃發展的態勢，市場需求持續增長。隨著科技的不斷進步，航空制造技術也在不斷創新，如新材料的應用、新工藝的研發等，都推動著行業向更高水平邁進。
在這一背景下，數字化轉型成為企業突破管理瓶頸、提升核心競爭力的關鍵抓手。海克斯康作為深耕質量管理信息化領域的專家，為某民用航空制造企業量身打造了智能質量管理系統，成功助力其筑牢質量管控新防線，實現了質量管理從“經驗驅動”向“數據化、信息化管控”的跨越式升級，為產品質量安全注入了強勁動能。
數字化轉型有助于航空制造企業突破傳統管理模式的瓶頸，實現生產流程的優化和再造。通過數字化技術，企業可以對生產過程進行實時監控和數據分析，及時發現問題并采取措施加以解決，從而提高生產效率和產品質量。
數字化轉型還能夠提升企業的核心競爭力。在當今全球化的市場競爭中，企業需要具備快速響應市場需求、提供高質量產品和服務的能力。數字化技術的應用，能夠幫助企業實現供應鏈的協同管理、產品的個性化定制等，從而增強企業的市場競爭力。
QMS系統的多維賦能與核心價值
從質量策劃到數據應用的全鏈條管理
該 QMS 系統覆蓋7 大核心模塊，實現從質量策劃到數據應用的全鏈條管理。各模塊協同聯動，既實現業務流程標準化（如檢驗任務在線化、審核流程電子化），又通過數據歸集與分析（如質量問題底事件庫、SPC 統計），助力企業從 “經驗驅動” 轉向 “數據化管控”。實現從 “分散管理” 到 “一體化管控”
數據貫通，打破信息壁壘
1、系統集成與業務協同
構建統一數據中臺，打通MES、OA等多系統，消除信息孤島，實現跨業務協同與質量管理全流程線上辦理。
展開 講講航空制造機器人，你想象不到歐美國家已發展到什么程度了
目前，航空制造商正在越來越多地采用機器人來替代以往由人類和笨重設備來承擔的單調工作和復雜任務，絕大部分機器人本質上與汽車裝配流水線上的工業機器人一樣。然而近年來，空客、波音、洛馬等制造商正在研究將新概念機器人引入裝配線，從事更加有挑戰性的工作。未來，航空制造中的工業機器人將向新構型靈巧機器人和自主式協作機器人等新概念機器人發展。
一、新概念機器人及其關鍵技術
航空制造的特點決定了必須針對特定部件和工藝定制開發制造機器人，當前還有一些領域亟待新型機器人解決方案以提升效率和精度，如狹小空間裝配、極端尺寸裝配；同時，還存在一些不能完全由機器人替代人類完成的任務，需要人類和機器人在同一區域共同工作。本文以簡單原則將新概念機器人分為兩類，即新構型靈巧機器人和自主式協作機器人，兩者之間依具體任務也可能存在交叉。
1、新構型靈巧機器人
面向航空制造的新構型靈巧機器人主要包括柔性關節機器人和并聯運動機器人，它們最大的特征就在于不同于傳統工業機器人的構型，以獲得更大的運動自由度。
柔性關節也被稱為“蛇形臂”，一般可以驅動30倍于直徑的臂長，其挑戰在于如何輸送能量，以及在緊湊的結構中實現高動力輸出。就像胳膊中筋把肌肉連接到骨關節一樣，蛇形臂采用不銹鋼線纜連接機器人的各個關節，將機器人基座內多達50個無刷換向直流電機的機械動力輸送進蛇形臂，在產生足夠扭矩的同時讓每個關節可以獨立旋轉90度角。
展開 這不是我認識的航空制造機器人！
除此之外，還有許多值得關注的機器人在飛機制造過程中，發揮著重要的作用。
測量機器人
庫卡機器人主要客戶來自汽車制造領域，但在航空領域的運用也越來越廣泛
清洗機器人
空氣洗機器人自動化飛機外部清洗
數控加工機器人
移動數控切削加工機器人
機器人正在加工A320飛機垂直尾翼的飛機外殼
機器人進行葉片磨削
機器人飛機零部件拋光系統
達索航空獵鷹鼻錐的自動鋪設
作為世界上僅有的三個這樣的機器人之一，這個價值數百萬美元的系統，制造有史以來最大的復合材料火箭部件
噴/除漆機器人
噴涂機器人，正在對飛機機翼進行噴漆
機器人激光系統，從飛機上剝離油漆
蛇形機器人
蛇形機器人可以在封閉空間內擰緊緊固件機翼結構
蛇形機器人可用于完成飛機部件內腔的檢測、密封以及飛機表面噴涂等任務。
蛇形機器人可以處理許多的太危險或工人無法完成的任務
展開 生產制造 | 海克斯康出席京津冀航空航天產業高質量人才發展論壇
近日，在中國航空運輸協會、中國航空器擁有者及駕駛員協會、天津市教育委員會的指導下，由京津冀航空職業教育產教聯盟主辦、天津機電職業技術學院承辦的2025年職業教育活動周暨京津冀航空航天產業高質量人才發展論壇在天津機電職業技術學院舉行。
校企協同賦能人才培育
海克斯康在航空制造人才培養方面深耕多年，此次受邀參會不僅分享了其在產教融合領域的創新實踐，也與現場的學者專家、院校領導和老師共同探討了航空產業的發展與職業技術人才培養的趨勢。海克斯康將充分發揮其在航空制造領域的專業優勢和智庫力量，在專業建設、課程開發、產教融合等方面提供指導，助力提升航空航天職業教育人才培養質量。
論壇期間，海克斯康工業軟件事業群教育行業參會代表王慶梅發表了《新質生產力賦能航空航天人才生態——海克斯康教育產教融合實踐》主題演講，并獲天津機電職業技術學院頒授產業教授聘書。
技術革新驅動產教融合
在論壇展區，海克斯康的數控五軸加工模擬訓練機及NCSIMUL智能數控仿真驗證方案成為全場焦點。海克斯康智教機憑借其強大的數字孿生功能，大大縮短了新操作員數控機床使用的培訓時間，大幅提升培訓效率。同時，海克斯康智教機強大的模擬仿真能力，使學員能夠在一個與實操環境近乎相同的虛擬環境中進行操作，從而在不接觸設備的情況下，獲得豐富的實踐經驗，有效避免了因缺乏操作經驗而對關鍵生產設備造成損害的風險。這種教學模式不僅解決了實訓設備不足的痛點，更讓教學過程與企業生產場景高度同步。
本屆論壇以“產業引領·創新驅動·協同賦能”為主題，聚焦“服務國家戰略、深化產教融合、強化創新驅動”三大方向。未來，海克斯康將持續推進“教育+產業”雙輪驅動戰略，通過技術賦能、資源共享，推動教育鏈、人才鏈與產業鏈的深度銜接，賦能京津冀航空航天產業的持續發展。
展開 民用航空發動機制造用到不少鍛壓技術
航空航天制造技術水平和生產能力是一個國家制造實力和水平的綜合體現，得到世界各國的高度重視和優先發展。為實現航空航天制造的轉型與升級，需在制造數字化、智能化上下功夫。金屬加工雜志社發揮自身優勢，為航空航天領域的企業與用戶搭建了一個有效對接的平臺，于2020年5月24日下午2點舉辦了“2020航空航天先進制造技術在線論壇”，圍繞 “ 數字化、智能化，助推高質高效發展 ”的主題深入展開，特別邀請到了航空工業、中國航發、航天科工等單位的重磅專家及裝備企業代表作精彩的專題報告，并實時在線互動答疑。別開生面的專業直播吸引到了大量航空航天領域的業內人士，實際觀看累計量超過1.7萬人次，獲得了觀眾一致好評。
航空發動機是飛機的“心臟”，直接決定了飛機的性能。因為其涉及幾乎所有高精尖的設計、研發、制造工藝，被譽為航空工業“皇冠”上的明珠，中國航發南方工業有限公司研究員級高工劉青海總工藝師此次論壇與我們分享了民用飛機航空發動機制造技術及其發展。他在報告中指出：航空發動機的先進性是衡量一個國家科技、工業、經濟和國力的重要標志，作為世界上具有航空發動機獨立設計、制造的國家之一，我國目前已經建成完整的發動機設計、研發、制造體系。未來，隨著材料、制造等基礎工業的發展，航空發動機將迎來新的飛躍。
展開 
混合現實：未來七大航空制造技術之一！
來源：航空制造網
航空航天高性能制造，激光增材制造技術大有可為
航空航天制造是當今世界科技強國競相發展的重點方向之一，其發展離不開兼具輕量化、難加工、高性能等特征的航空航天金屬構件。激光增材制造技術為高性能金屬構件的設計與制造開辟了新的工藝技術途徑，可解決航空航天等領域發展過程中對材料、結構、工藝、性能及應用等提出的新挑戰。近年來國內外在激光增材制造的新材料制備、新結構設計、高性能/多功能構件形性調控、航空航天應用等方面取得了顯著的研究進展。
研制新型高性能材料是激光增材制造構件力學性能及應用水平提升的基礎保障
金屬激光增材制造過程中易出現孔隙、裂紋、氧化夾雜、熔體球化與飛濺等一系列冶金缺陷，這是由材料的物理和化學特性本質決定的。缺陷會顯著降低激光增材制造構件成形性能。以鋁合金為例，其特殊性質（低密度、低激光吸收率、高熱導率及易氧化性等）決定了其是激光增材制造的典型難加工材料。很多高性能合金較難通過激光增材制造工藝獲得預期的高性能，主要是因材料的成分物性等參數并非專門為激光增材制造而設計，難以適用于激光快速熔化凝固過程及高度非平衡冶金熱力學和動力學行為。
專用面向激光增材制造的Al-Mg-Sc-Zr合金可原位生成Al3(Sc,Zr)納米彌散強化相，成形件抗拉強度高于500 MPa，延伸率超過10%。新型研發的激光增材制造Ti-Cu合金可獲得細小等軸β-Ti晶粒，并具有很高的化學成分均勻性，成形件兼具高抗拉強度（867±8 MPa）和延伸率（14.9±1.9%），如圖1所示。
展開 【行業動態】首套航空航天增材制造材料與工藝標準
近日、國際自動機工程師學會 航空航天材料增材制造委員會（AMS-AM）發布了首套行業增材制造材料與工藝標準，包括4項具體標準，主要涉及基于粉末床的激光熔融（LPBF）增材制造技術。
美國聯邦航空管理局（FAA）在2015年便要求SAE成立技術委員會，制定航空航天材料標準與相關文件，以協助FAA進行航空航天裝備增材制造零部件認證，其中也包括質量要求非常嚴格的商用飛機的認證。SAE相關人員表示，此次發布的標準可以支持航空航天裝備關鍵部件的認證，并保證供應鏈內材料性質數據的完整性與可追溯性。
此次發布的增材制造標準具體為：
AMS7000，經應力消除、熱等靜壓和固溶退火的62Ni21.5Cr9.0Mo3.65Nb耐腐蝕耐熱鎳合金LPBF增材制造零部件
AMS7001，用于增材制造的62Ni21.5Cr9.0Mo3.65Nb耐腐蝕耐熱鎳合金粉末
AMS7002，用于航空航天裝備零部件增材制造的原材料制備工藝要求
AMS7003，基于粉末床的激光熔融工藝
來自超過15個國家的350多個SAE成員單位參與了此套標準的編制工作，包括飛行器與發動機原始設備制造商、材料供應商、運營商，設備/系統供應商，服務提供商等。SAE相關人員表示，來自北美、歐洲及其他地區的航空航天領域科研生產單位與監管部門花費了大量精力編制了本套初步的材料和工藝標準，以滿足監管部門對增材制造這項新興技術認證指導材料要求。SAE將繼續編制金屬與聚合物材料增材制造標準，推動增材制造在航空航天領域內的應用。
展開 寧波眾遠新材料將亮相中國航空航天增材制造技術發展論壇
2021年8月27日-28日，中國航空航天增材制造技術發展論壇（CASAM）將于上海舉辦。CASAM是SAMA國際論壇系列活動，更是航空航天增材制造技術領域權威盛會。今年，寧波眾遠新材料作為大會的贊助商及參展商，也將以嶄新的姿態，帶來一系列除舊革新的科研突破！
△《報名航空航天3D打印論壇》報名地址
寧波眾遠新材料科技有限公司作為高品質金屬粉末材料供應商，一直秉承著“嚴謹求實，精益求精”的科研精神，在以哈工大為基礎的材料研發團隊的帶領下，在高溫合金金屬粉末研發領域獨樹一幟，打造出了自身特色。材料的品質以及批次的穩定性得到了航空航天圈用戶的認可，并已批量使用到各個項目中，有力的保障了各個項目的正常推進，在增材制造領域獻出了一份微薄之力！
寧波眾遠新材料科技有限公司出品的高溫合金金屬粉末，如GH3536、GH4169、GH3625、GH5188、GH3230等，具有球型度高，氧含量低，流動性好，空心率低，粒度可控等特點，被廣泛應用于航空發動機燃燒室前置擴壓器、承力環、航天大推力發動機泵體機匣以及核反應堆和石油化工用的發動機葉片、機匣等航空航天零部件。
除了在高溫合金領域，寧波眾遠新材料在航空航天的另一大板塊鋁合金領域，也做了相當扎實的研究，并于2020年在國內率先推出了抗拉強度550MPa,屈服強度520MPa，延伸率10%的新型高強鋁合金粉末，這一具有自主知識產權的新型材料的推出，一方面打破了國外企業在這一領域的壟斷，另一方面對航空航天的高強度和輕量化構件有非常積極和重要的意義。
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