葡萄牙塞图巴尔理工学院联合企业推进航空金属增材制造认证

葡萄牙塞图巴尔理工学院（IPS）与维普罗劳阿克（Wipro Lauak）近日正式启动PRO AERO 3D项目，依托AERO.NEXT Portugal产业议程，集中攻关航空领域金属增材制造的工业化能力。该项目旨在打通从实验室材料表征到适航部件量产的技术链路，重点解决铝合金粉末成型过程中的工艺波动、内部缺陷控制及各向异性微观结构演化等核心难题，Zui终实现符合欧洲航空安全局（EASA）标准的零部件批量交付。

在航空航天制造体系中，增材制造凭借数字模型直接成形复杂几何结构的优势，能够显著降低零件数量并减轻整机重量。然而，将科研阶段的试制能力转化为工业级稳定产能，必须跨越工艺重复性验证与严苛的行业认证门槛。葡萄牙本土的金属增材制造发展相对滞后，相较于西班牙、德国和法国等传统航空制造强国，其在高可靠性金属构件的规模化应用上仍处于追赶阶段。该项目的落地正是为了填补这一区域产业链空白。

塞图巴尔理工学院自2014年引入首台金属3D打印设备以来，已建立起涵盖教学、企业技术服务与前沿研究的复合型团队。学院机械工程系教授Ricardo Claudio指出，机构的核心任务不仅是人才培养，更是通过专项研究服务制造企业。此次合作将学院的学术资源与企业的工程经验深度绑定，使增材制造技术从概念验证快速向实际产线迁移。

航空级材料表征与标准合规要求

项目技术路线的核心在于建立完整的材料数据库与工艺窗口。**AlSi10Mg**铝合金作为当前金属增材制造中Zui常用的牌号之一，其热膨胀系数、熔池流动性及凝固结晶行为直接影响Zui终构件的力学性能。研究团队需系统评估激光功率、扫描速度、铺粉厚度等参数对层间结合强度与残余应力的影响，并通过金相分析与无损检测手段追踪微裂纹与气孔的形成机制。相关测试严格对标**AS9100**质量管理体系、**ASTM**国际材料试验标准以及**EASA**适航规章，确保数据具备行业互认效力。

在应用验证层面，学院已利用该项目成果成功试制葡萄牙自主研发的LUS-222轻型飞机结构件，并配套开发了大型海上监视无人机的相机支架及中小型无人机传动组件。这些案例不仅验证了金属增材工艺在减重与一体化设计上的可行性，也为高校学生提供了贴近真实工况的工程训练平台。同时，团队正针对新型热处理工艺展开疲劳寿命研究，进一步拓展材料在动态载荷环境下的应用边界。

尽管学院尚未取得独立的第三方质量体系认证，但其内部实验流程已全面导入国际通用的增材制造操作规范。Claudio表示，在特定合金体系下，金属增材制造的性价比已开始超越传统数控铣削（CNC），尤其在减少装夹次数与缩短加工周期方面展现出明确优势。

双轨设备配置打通研发至量产链路

为保障不同阶段的测试需求，项目引入了英国雷尼绍（Renishaw）的两套差异化设备架构。塞图巴尔理工学院部署的是**RenAM 500 Flex**单激光系统，该机型侧重于基础研究与材料筛选。设备可选配体积缩减模块（RBV），允许研究人员在不更换主料仓的前提下，使用微量粉末进行配方对比与工艺微调，大幅降低了新材料开发的试错成本。

与之形成互补的是位于维普罗劳阿克工厂的**RenAM 500四激光系统。该设备搭载**Tempus**动态控制软件，通过算法优化多激光束的扫描轨迹与铺粉辊的运动节奏，实现粉末沉积与激光烧结的时间重叠。维普罗劳阿克增材制造业务负责人Ana Ferramacho强调，四机联动的并行作业模式可将单批次生产周期压缩近一半，同时提升表面质量的一致性，完全满足航空非承力结构件的工业级交付要求。

雷尼绍作为技术合作伙伴，全程参与设备调试与故障排查。双系统并行的策略既保证了前端材料数据的充分积累，又为后端产能爬坡预留了升级空间，形成了“小批量验证—中试放大—规模化生产”的完整闭环。

过程资质认证与供应链协同价值

航空部件的增材制造认证并非仅看Zui终成品，更强调全过程的可追溯性与稳定性。目前，项目团队已完成安装确认（**IQ**）、运行确认（**OQ**）与性能确认（**PQ**）三大阶段验证，建立了涵盖设备校准、环境监控、粉末回收再利用及批次留样的标准化作业程序。后续还需通过破坏性拉伸试验与超声波探伤等非破坏性检测，彻底消除各向异性带来的强度衰减风险。

维普罗劳阿克作为全球布局的航空结构件制造商，长期服务于空客、达索航空与赛峰集团等头部主机厂。此次项目不仅用于验证非承力部件的增材替代方案，还同步开发用于传统机加产线的工装夹具与专用模具。通过提前锁定工艺参数与质量控制节点，企业能够有效降低外协供应商的准入壁垒，缩短新机型研发迭代周期。

对国内从事高端装备采购、工艺选型或外贸渠道布局的企业而言，该案例提供了清晰的参考坐标。欧洲航空供应链正加速向数字化制造倾斜，但适航认证的高门槛意味着单纯购买设备无法直接切入核心订单。建议国内设备厂商与材料供应商重点关注**EASA**与**AS9100**的合规要求，提前布局粉末粒径分布控制、在线熔池监测及全流程数据追溯系统。对于下游应用端，可优先从无人机机体、医疗植入物或非航空类精密工装入手，积累工艺数据包后再向高附加值领域延伸，以规避盲目投入导致的认证沉没成本。