英国国防与安全技术公司QinetiQ与金属增材制造公司Additive Manufacturing Solutions Ltd (AMS Ltd.) 近日联合宣布，成功完成了一项搭载由回收钛金属通过增材制造（3D打印）的结构部件的飞机首次飞行测试，该公司将这一成就描述为世界首创。

此次飞行于近期在英国威尔特郡的MOD Boscombe Down基地进行，由QinetiQ的飞行测试组织使用该公司拥有的阿古斯塔A109S直升机执行。该飞机的开发旨在支持位于英国的帝国试飞员学校（ETPS）。

试飞的核心部件是一个3D打印的铰链，它构成了安装在A109S直升机上的大气数据探杆组件的一个关键安装点。该关键结构件由QinetiQ的工程师设计并集成，其制造工作则由总部位于西兰开夏郡的AMS Ltd.完成。

用于制造该部件的钛金属原料来源于一架退役飞机。AMS公司运用其专有的回收方法，将废钛转化为适用于增材制造的粉末。该工艺实现了97%的材料利用率，与传统钛供应链相比，将二氧化碳当量排放减少了93.5%。

虽然未具体透露使用哪种粉末床熔融工艺，但AMS具备内部的激光和电子束粉末床熔融能力。

钛因其出色的强度重量比和耐腐蚀性被广泛应用于航空航天和国防领域。由于航空级钛的供应在地域上高度集中，目前中国和俄罗斯是全球航空航天级钛材的最大供应商，英国航空航天和国防领域严重依赖进口。

从退役飞机中回收钛金属，为获取本土化的航空级原料开辟了新路径。AMS公司估计，系统性地从英国境内的报废飞机中回收钛金属，有望实现国家在航空级钛金属方面的自给自足。

此次铰链的成功试飞，为回收钛粉末在航空航天结构应用中的可行性提供了重要验证，旨在验证基于回收钛材料的3D打印关键承力结构件的性能可靠性，并探索解决高端钛材供应链安全与可持续性的可行路径。

QinetiQ航空业务董事总经理Simon Galt表示，他们的测试和工程专业知识正在帮助验证这项技术，它将减少英国对其他国家的航空级钛金属依赖，并在最新的3D打印技术领域引领世界。

AMS董事兼首席执行官Rob Higham评论称，这一里程碑反映了团队在回收原料增材制造粉末领域的专注与奉献，以及QinetiQ对构建更具韧性和可持续性未来的承诺。

此前，英国的国防项目已探索过将退役飞机转化为合格增材制造原料的可能性。在“台风2暴风雨”计划下，罗尔斯·罗伊斯与英国国防部及AMS合作，将退役的“狂风”战斗轰炸机上的钛部件雾化成粉末，用于3D打印“俄耳甫斯”验证机的发动机部件，这些部件已在实际发动机测试条件下运行。

项目参与方还实施了数字产品护照，以跟踪材料来源和生命周期数据，旨在满足战略金属再利用中对可追溯性的严苛要求。

在钛合金飞机部件生产中，传统锻造可能导致高达95%的材料在加工后被切除，材料效率问题突出。空中客车公司已采用线材定向能量沉积（w-DED）技术来近净成形制造钛合金结构件，例如A350货舱门周边结构，该技术直接使用钛丝以每小时数公斤的速度构建零件。

然而，更广泛的关键机身应用所需的全面认证仍在进行中，这表明决定飞行硬件采用与否的关键往往是资格认证要求，而不仅仅是工艺能力本身。