五位3D打印專家：2022年3D打印正在改變航空航天業(yè)

航空和航天業(yè)是最早將增材制造（AM）用于研發(fā)計劃和規(guī)模生產(chǎn)的行業(yè)之一，尤其航天業(yè)正在加速3D打印的采用,。

從企業(yè)巨頭（波音、洛克希德-馬丁和SpaceX）到早期企業(yè),，世界各地的公司都在利用3D打印硬件,、材料和軟件，同時推動對3D打印技術的投資,。在2021年,，我們看到整個行業(yè)都在擁抱3D打印技術，在新冠疫情大流行的情況下,，2022年將會獲得回報,。

近日，國外媒體3DPrint采訪了五位行業(yè)專家,，以了解更多關于2021年的趨勢以及2022年航空航天領域3D打印的情況,。他們分別是波音3D打印副總裁Melissa Orme、Nexa3D公司的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Avi Reichental、Velo3D的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Benny Buller,、Relativity Space的聯(lián)合創(chuàng)始人Jordan Noone和EOS北美金屬技術高級經(jīng)理Ankit Saharan,。

波音3D打印副總裁Melissa Orme表示："2021年，3D打印行業(yè)認識到,，預測性建模是質(zhì)量的關鍵,，數(shù)字線程對規(guī)模和質(zhì)量控制至關重要，這種認識導致了3D打印工藝建模,、創(chuàng)建數(shù)字孿生以及數(shù)字線程數(shù)據(jù)存檔平臺等軟件公司的成熟和出現(xiàn),。"

2021年，波音公司3D打印部門保持活躍,，建立了一個完全控制的分布式3D打印網(wǎng)絡,，直接在EOS 3D打印機上遠程安全地生產(chǎn)零件，并且3D打印航空級材料,，為飛機制造部件,。Orme指出，波音仍然專注于3D打印的數(shù)字化,，已經(jīng)將大約40%的價值流連接到數(shù)字鏈,，并通過模擬指導3D打印構(gòu)建�,！�

"我們的自動數(shù)據(jù)流以通用的格式歸檔到我們的3D打印數(shù)據(jù)庫中,，可以訪問和使用，不斷優(yōu)化我們的價值鏈,。"

△3D打印設計自由,，圖片由波音公司提供

Nexa3D公司的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Avi Reichental介紹說：“雖然金屬3D打印在航空航天領域占據(jù)了大部分的市場，但聚合物也有一個巨大的,、不斷增長的市場,。許多將金屬3D打印納入其業(yè)務的航空航天制造商也投資于聚合物解決方案，因為3D打印變得更加成熟了,�,！�

Reichental認為："我們將繼續(xù)看到3D打印輕量化在航空航天領域發(fā)揮作用，包括與人有更多接觸的機艙和內(nèi)部部件,。"

△配備NXE 400 3D系統(tǒng)的Nexa3D客戶體驗中心,，圖片由Nexa3D公司提供

Velo3D的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Benny Buller對明年3D打印在航空航天領域的發(fā)展有一個非常特別的看法。他認為DfAM（為增材制造而設計）限制了設計自由,。

他表示："在2022年,，工程師將看到DfAM（為增材制造而設計）的桎梏被移除，允許打印他們想要和需要的零件,，包括更輕的零件,，性能更好的零件,，以及將許多零件合并成一個零件。它還將允許航空航天公司復制無法通過傳統(tǒng)供應鏈采購的遺留部件,，而不必為增材制造進行設計,。一旦消除了這些限制，工程師將從頭開始制造新的航空航天系統(tǒng),，優(yōu)化性能,。"

△XB-1將使用在Velo3D的藍寶石系統(tǒng)上制造的鈦合金3D打印部件飛行，圖片來源：Boom Supersonic和Velo3D

Omren預測：在2022年,，可持續(xù)性將成為人們關注的重要焦點,。例如，波音公司最近發(fā)起了一項3D打印可持續(xù)發(fā)展倡議,，以定量研究不同制造工藝方案和零件類型的可持續(xù)發(fā)展效益,。

它也在加倍努力回收粉末和過濾冷凝物，調(diào)查支撐結(jié)構(gòu)的回收情況,，在設計零件時變得更聰明,，以便不需要支撐結(jié)構(gòu)，并使用模擬來減少消耗能量和產(chǎn)生廢物的構(gòu)建迭代,。

"與大多數(shù)傳統(tǒng)制造工藝相比,，3D打印使用的材料要少得多，從而減少了碳足跡,，"Omren說。"3D打印還允許對零件進行優(yōu)化,，使重量更輕,，并能以更小的體積空間實現(xiàn)功能，這意味著可以利用3D打印來優(yōu)化車輛,，更加流線型,，減少阻力，并在使用中需要更少的燃料,。"

3D打印可以解決復雜的工程問題,，制造專門的零件，我們在2021年看到了太空3D打印的激增,。

Relativity Space的聯(lián)合創(chuàng)始人Jordan Noone估計,，2021年進入市場的每個新火箭發(fā)動機上都有3D打印的部件。

△Relativity Space的聯(lián)合創(chuàng)始人Jordan Noone,，圖片由Relativity Space提供

EOS北美金屬技術高級經(jīng)理Ankit Saharan說：在過去的一年里,，3D打印在太空行業(yè)有了更多的應用，EOS從采購的角度有相當多的活動,，所以Saharan預計在進入新的一年后,，空間適應性的使用會繼續(xù)增長,。

"我們看到多元化進入了更新的應用領域和垂直領域，如半導體,、消費電子和可再生能源,，重新關注產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。我們預計2021年的趨勢將持續(xù)到2022年,，并有一些額外的增長機會,，特別是隨著新材料不斷上線。首先,，銅和銅合金正在成為一種關鍵材料,，在3D打印行業(yè)的重要性只會增加，因為它對許多高度工程化的應用至關重要,�,！�

雖然銅的加工很棘手，但EOS稱它已經(jīng)完善了3D打印成功所需的流程,。到2022年,，公司預計對H13等工具鋼以及純鎳和鎢等純金屬的各種應用的興趣將得到重振。

△EOS北美金屬技術高級經(jīng)理Ankit Saharan

Noone表示："3D打印行業(yè)將目睹零件設計的數(shù)字工具繼續(xù)不合格,，我們使用的是20世紀70年代的計算機文件格式,，我們使用的是打印技術發(fā)明之前開發(fā)的CAD工具，而將一個零件從設計到裝入打印機的工作流程是非常費力的,。"

目前的工具是不夠的,，這位專家已經(jīng)與風險投資公司Embedded Ventures將創(chuàng)業(yè)組合的三分之一集中在數(shù)字工程工具上，為先進的硬件設計提供解決方案,，包括孵化的公司KittyCAD,。

"隨著越來越多的航天公司獲得融資，迭代速度是關鍵,。隨著該行業(yè)的進一步飽和,，通過像打印這樣的靈活工具對迭代速度進行投資將變得更加重要。"

按照這種速度,，在未來十年,，航空航天業(yè)將繼續(xù)重新塑造自己，同時推動增長和提升價值,，采用當前的3D打印趨勢,，并推動進一步投資。隨著3D打印的發(fā)展,，它將為飛機制造商和地球外的幻想家的創(chuàng)新提供動力,。