美国空军利用3D打印TPU材料解决了飞机发动机维护难题

近日，一项全新发明解决了KC-46A Pegasus加油机发动机的多个维护难题。这项源自美国麦康奈尔空军基地创新实验室的原创发明——一款专为KC-46A Pegasus加油机设计的3D打印漏斗，显著减少了漏油和潜在的污染，从而提升了任务准备状态。该漏斗由维护中队用于飞机发动机启动器的保养工作。

第22飞机维护中队机组长、技术军士Brandon Branstetter表示：“他们以前基本上是用吸油管来维护KC-46发动机启动器，油滴会滴到地上，我知道肯定有更好的办法来解决这个问题。”
Brandon Branstetter根据新工具的尺寸，在计算机辅助设计（CAD）软件中创建了一个3D渲染模型，并使用Bambu Lab H2D打印机制作了第一个原型。在评估了多种材料后，他选择了热塑性聚氨酯（TPU），因为它具有柔韧性、耐用性以及耐油耐燃料的特性。这些特性使其非常适合用于延长漏斗的使用寿命。
他表示：“我确定了漏斗的尺寸后，用CAD软件建模，确认尺寸无误后，决定用TPU材料打印出来。我们选择TPU是因为它耐油耐燃料，即使连续使用也不会损坏。”
由于漏斗设计独特，且需要便于操作才能维护发动机启动器，因此市面上没有现成的产品能够满足该设备的要求。此外，市售产品的成本也高于自行生产。每个漏斗使用3D打印机生产的成本不到3美元，为解决这个问题提供了一种低成本的方案。
他补充道：“测试样品我用的是聚乳酸（PLA）打印的，每个测试打印件的成本大约是30美分，但最终产品我们用的是TPU，成本最多也就2到3美元。”
创新总是伴随着特定的挑战，需要反复试验和努力。
“这个设计非常特殊，因为漏斗需要跨过某个部位，同时还要保持一定角度才能触及目标。它的尺寸要求非常苛刻，难度很高。”。
虽然这个漏斗的设计初衷是为了满足特定的维护需求，但3D打印技术在麦康奈尔空军基地的许多职业领域都有应用。这项技术使用户能够快速生产原型、定制工具、替换零件和其他专用物品，同时减少材料浪费并降低成本。3D打印能够快速提供定制化解决方案，使其成为各单位提升效率、解决独特作战难题的宝贵资源。
Brandon Branstetter 称：“几乎所有工作都能从3D打印中受益。它是一种廉价便捷的方式，可以快速制造所需物品，从而提高生产效率。”
麦康奈尔空军基地始终致力于在整个基地和KC-46机队中培育创新文化，因为这项创新将进一步提升该型战机的整体任务能力。通过创新实验室，空军人员正在拓展视野，开发以任务为导向的创新解决方案，从而大幅提升战备水平和作战效能。