2026年3月3日，总部位于德国奥格斯堡的增材制造 (AM) 零部件供应商VOCUS GmbH 公司取得了一项重大里程碑式的成就：飞机排气部件增材制造制造流程获得了欧洲航空安全局 (EASA) 的认证。认证部件为飞机排气系统上的滑动部件，使用寿命可达传统焊接部件的十倍。
飞机排气系统的原始部件常采用手工焊接工艺制造，但效果并不理想。排气部件存在诸多问题，包括焊接变形、尺寸偏差和应力集中，这些都导致使用寿命短。此外，由于生产过程的手工性，焊接部件还存在工作流程效率低下和质量保证方面的诸多难题。因此，VOCUS 的任务是开发一种解决方案，即采用数字化驱动的工艺流程，并生产出优化且可追溯的部件。
作为项目的一部分，VOCUS与Materialise紧密合作，构建了一条涵盖设计数据准备、制造策略、生产可追溯性等环节的数字化流程链。这一更加标准化、监控更加严格的生产工作流程的开发，旨在满足航空航天认证的要求。正如EOS所述：“我们的目标很明确：开发一种可预测、数字化控制且可认证的制造流程，在满足欧洲航空安全局（EASA）严格的补充型号合格证（STC）要求的同时，提升产品性能。”
最终的工作流程包括多个步骤，例如逆向工程、CAD重建、快速原型制作、金属增材制造、后处理、质量控制、测试以及最终认证。在初始阶段，使用CT扫描获取原始零件，生成精确的数字模型，然后进行重新设计以优化性能（例如消除焊接引起的过渡区、加强应力区域、减轻重量等）。之后，使用聚合物3D打印技术制作重新设计的零件原型，以检验尺寸精度和装配情况。
初始阶段完成后，使用EOS公司的金属3D打印机，采用EOS NickelAlloy IN718合金，打印出飞机排气管金属部件。选择EOS技术的原因在于稳定的熔池性能和整体打印一致性。EOS打印机的打印尺寸允许一次打印六个滑动部件，并同时打印材料测试片以进行验证。在后处理阶段，部件经过应力消除热处理、支撑去除、机械加工和陶瓷喷砂处理。为了增强可追溯性，每个打印部件都带有批号和序列号。此外，通过Streamics平台上的“中央数据主干”进一步强化了可追溯性，主干连接了机器参数、材料信息、后处理文档、检验结果和其他数据。
生产、后处理和检验完成后，这些部件进行了数小时的地面测试。值得注意的是，欧洲航空安全局 (EASA) 要求进行 10 小时的地面测试，而 VOCUS 公司在 Binder Motorenbau 和 SOLO Aero 发动机上完成了 20 小时的测试。地面测试包括冷启动、发动机启动、满负荷运转 5 分钟、怠速运转 3 分钟、冷却，然后重复上述步骤。接下来，在 Arcus 飞机上进行了飞行测试，VOCUS 公司报告称，打印部件在 35 小时内未发生任何事故。（目前，这款部件已在德国、瑞士和澳大利亚的飞机上使用。）
从左至右：带有硫沉积物的传统焊接部件、新型 3D 打印增材制造 (AM) Inconel 部件和经过飞行测试的增材制造部件
△从左至右：带有硫沉积物的传统焊接部件、新型 3D 打印增材制造 (AM) Inconel 部件和经过飞行测试的增材制造部件
令人振奋的是，VOCUS的生产链已获得欧洲航空安全局（EASA）的补充型号合格证（STC）认证，并符合EN 9100/ISO 9001标准。VOCUS公司还致力于打造完全“德国制造”的流程链，从而提高了流程的透明度。据EOS称，这一成就不仅是VOCUS发展历程中的一个里程碑，也是欧洲航空航天增材制造技术发展的重要一步。该公司表示：“据我们目前所知，VOCUS是少数几家获得EASA STC认证，能够生产和供应用于运营飞机的Inconel合金增材制造金属部件的公司之一。”
开发这种增材制造（AM）技术驱动的生产链带来了显著的效益。飞机排气部件不仅在性能和抗应力方面得到了提升，而且可重复性更高、精度更强，使用寿命比手工焊接的同类部件长10倍。此外，数字化生产链还使制造过程更加可预测和可追溯。
通过与 Materialise 和 EOS 的合作，VOCUS 证明，即使是规模较小的航空航天供应商也能发挥重要作用，加速传统零部件的改进并强化供应链。Materialise 研发工程师 Tim Domagala 表示：“VOCUS 成功实现飞行认证的批量生产，充分展现了结构化数字化工作流程的强大力量。我们共同证明，当工程技术专长与软件驱动的质量保证相结合时，认证是完全可以实现的。”
来源：南极熊
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