3D打印已經(jīng)成為航空航天業(yè)發(fā)展的一大助力

來源：三維-小維尼

3D打印技術能夠實現(xiàn)復雜的設計，減少零部件的重量，降低生產(chǎn)成本，這給航空航天工業(yè)帶來了許多好處。早在1989年，航空航天產(chǎn)業(yè)就率先使用了3D打印技術。30年后的今天，在全球100多億美元的3D打印市場中，航空航天大概占有17%的份額，并對整個行業(yè)做出了重大貢獻。

今天，隨著3D打印技術的不斷進步，已經(jīng)成為航空航天業(yè)發(fā)展的一大助力。

航空航天的3D打印材料

適用于飛行的材料包括熱塑性工程塑料ULTEM9085、ULUTEM1010、尼龍12FRHelp、金屬粉末（鈦合金、鋁合金、不銹鋼等）

鈦合金是航空航天業(yè)里3D打印最常用的材料之一，因為它結合了鋁的輕盈性和鋼的強度。盡管鈦粉非常昂貴，但基于3D打印的優(yōu)化設計，可以盡可能的節(jié)省材料。

3D打印工裝夾具

航空航天業(yè)的零件制造商，已經(jīng)通過3D打印制作各種工裝夾具。例如穆格飛機集團（Moog Aircraft Group）就用FDM 3D打印機制作了坐標測量機（CMM）這樣的工具。

過去，該公司將坐標測量機的制造外包，需要4到6周。現(xiàn)在，使用3D打印，只需20小時即可完成。成本也從2000英鎊降低到幾百英鎊。

備件

由于很難預測需求，所以要準備好備件，以備不時之需。3D打印是一個理想的解決方案，可以在需要零件時，隨時生產(chǎn)。按需小批量3D打印可以縮短維護時間，降低運輸成本，減少庫存。例如，3D打印老式飛機的把手和縱向桿等部件。

零部件生產(chǎn)

越來越多的航空航天制造商，開始用3D打印來生產(chǎn)零件，從機艙內的配件到發(fā)動機部件。

例如Diehl航空，最近3D打印了1個幕布集線器，位于窗簾導軌的上方，將各個艙隔開。以前他們使用玻璃纖維和鋁合金制作，不僅生產(chǎn)周期長，價格也貴。現(xiàn)在，Diehl3D打印了12個塑料零件，組裝后即可安裝使用，大大降低了成本，已經(jīng)應用于空客A350。

由于能夠制造輕量級、復雜的部件，制造引擎組件是3D打印的另一個重要用途。去年，火箭實驗室制造其第100臺盧瑟福火箭發(fā)動機時，就大量使用了3D打印的零件。自2013年以來，該公司一直在3D打印主要的發(fā)動機部件，包括燃燒室、噴油器、泵和主推進閥。

3D打印在航空航天領域的挑戰(zhàn)

航空航天業(yè)來說，3D打印最大的挑戰(zhàn)之一是認證。飛機部件必須遵守嚴格的規(guī)定，監(jiān)管機構的任務是確保3D打印的部件與傳統(tǒng)方法制造的部件一樣安全。

2018年，SAEInternational發(fā)布了第一套航空航天材料規(guī)范（AMS），用于飛機和航天器關鍵零件的金屬增材制造材料和工藝。

3D打印在航空航天業(yè)的另一個挑戰(zhàn)是建立一套規(guī)范的流程，除了設計、制造外，還必須建立資格認證程序，確保所需的零件可以按流程3D打印，確保每個步驟都符合規(guī)范。

3D打印在航空航天中的應用前景

盡管面臨挑戰(zhàn)，航空航天業(yè)將繼續(xù)引領3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)各種終端零件。到2024年，航空航天業(yè)的3D打印終端零件產(chǎn)值將超過30億美元。