作為第三次工業(yè)革命制造領(lǐng)域的典型代表技術(shù)吉捶，3D打印的發(fā)展時(shí)刻受到各界的廣泛關(guān)注。而金屬3D打印技術(shù)被行內(nèi)專家視為3D打印領(lǐng)域高難度皆尔、高標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展分支呐舔，在工業(yè)制造中有著舉足輕重的地位。現(xiàn)如今床佳，世界各國工業(yè)制造企業(yè)都在大力研發(fā)金屬增材制造技術(shù)滋早，尤其是航空航天制造企業(yè)，更是不惜耗費(fèi)大量財(cái)力砌们、物力加大研發(fā)力度杆麸，以確保自己的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。

在美國制造業(yè)回歸戰(zhàn)略以及德國工業(yè)4.0的背景衍襯下浪感，國際環(huán)境也為3D打印提供了其成長不可或缺的營養(yǎng)昔头。不管是美國新成立的國家增材制造中心，還是英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會(huì)影兽，都將航空航天作為增材制造技術(shù)的首要應(yīng)用領(lǐng)域揭斧。而在2012年10月，原中國科學(xué)院院長掂篷，全國人大委員會(huì)副委員長路甬祥曾明確表示焊握，中國的3D技術(shù)也將首先應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。

作為工業(yè)界皇冠上的璀璨明珠鳖弱，航空航天制造領(lǐng)域集成了一個(gè)國家所有的高精尖技術(shù)园赴，是國家戰(zhàn)略計(jì)劃得以實(shí)施，政治形勢得以展現(xiàn)的后援保障領(lǐng)域益丘。而金屬3D技術(shù)作為一項(xiàng)全新的制造技術(shù)宴凌，其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢突出，服務(wù)效益明顯冲取。主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：

1凉灯、縮短新型航空航天裝備的研發(fā)周期

航空航天技術(shù)是國防實(shí)力的象征，也是國家政治的體現(xiàn)形式鄙吗，世界各國之間競爭異常激烈玻啡。因此，各國都想試圖以更快的速度研發(fā)出更新的武器裝備臊渴，使自己在國防領(lǐng)域處于不敗之地事矾。

而金屬3D打印技術(shù)讓高性能金屬零部件，尤其是高性能大結(jié)構(gòu)件的制造流程大為縮短尸诽。無需研發(fā)零件制造過程中使用的模具，這將極大的縮短產(chǎn)品研發(fā)制造周期。

國防大學(xué)軍事后勤與軍事科技裝備教研部教授李大光表示上世紀(jì)八九十年代性含，要研發(fā)新一代戰(zhàn)斗機(jī)至少要花10-20年的時(shí)間洲赵，由于3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是無需機(jī)械加工或任何模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件商蕴。

所以如果借助3D打印技術(shù)及其他信息技術(shù)叠萍，最少只需3年時(shí)間就能研制出一款新戰(zhàn)斗機(jī)。加之該技術(shù)的高柔性绪商，高性能靈活制造特點(diǎn)苛谷，以及對復(fù)雜零件的自由快速成型，金屬3D打印將在航空航天領(lǐng)域大放異彩格郁，為國防裝備的制造提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐腹殿。

國產(chǎn)大飛機(jī)C919上的中央翼緣條零件是金屬3D打印技術(shù)的在航空領(lǐng)域的應(yīng)用典型。此結(jié)構(gòu)件長3米多例书，是國際上金屬3D打印出最長的航空結(jié)構(gòu)件锣尉。

所以，要想保證飛機(jī)研發(fā)進(jìn)程及安全性牢星，我們必須向國外訂購此零件箫朽，且從訂貨到裝機(jī)使用周期長達(dá)2年多時(shí)間，這嚴(yán)重阻礙了飛機(jī)的研發(fā)進(jìn)度隐鬼。采用金屬3D打印技術(shù)打印出的中央翼緣條蜓盯，其研制時(shí)間緊一個(gè)月左右，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到甚至超過了鍛件使用標(biāo)準(zhǔn)柱丐，完全符合航空使用標(biāo)準(zhǔn)腌径。

而這僅是金屬3D打印技術(shù)應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的一個(gè)縮影而已。

2毫胎、提高材料的利用率探娇，節(jié)約昂貴的戰(zhàn)略材料，降低制造成本

航空航天制造領(lǐng)域大多都是在使用價(jià)格昂貴的戰(zhàn)略材料茄焊，比如像鈦合金撒沦、鎳基高溫合金等難加工的金屬材料。傳統(tǒng)制造方法對材料的使用率很低茵冗，一般不會(huì)大于10%租藻，甚至僅為2%-5%。

材料的極大浪費(fèi)也就意味著機(jī)械加工的程序復(fù)雜唉地，生產(chǎn)時(shí)間周期長据悔。如果是那些難加工的技術(shù)零件，加工周期會(huì)大幅度增加耘沼，制造周期明顯延長极颓，從而造成制造成本的增加朱盐。

金屬3D打印技術(shù)作為一種近凈成型技術(shù)，只需進(jìn)行少量的后續(xù)處理即可投入使用菠隆，材料的使用率達(dá)到了60%兵琳，有時(shí)甚至是達(dá)到了90%以上。這不僅降低了制造成本骇径，節(jié)約了原材料躯肌，更是符合國家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2014年在中國科學(xué)院一個(gè)專題討論會(huì)上破衔，北航王華明教授曾表示清女，中國現(xiàn)在僅需55天就可以打印出C919飛機(jī)駕駛艙玻璃窗框架。王華明還說晰筛，歐洲一家飛機(jī)制造公司表示嫡丙，他們生產(chǎn)同樣的東西至少要2年，光做模具就要花200萬美元斯身，而中國采用3D打印技術(shù)不僅縮短了生產(chǎn)周期捻仁，提高了效率，而且節(jié)省了原材料遍考，極大地降低了生產(chǎn)成本但紫。

3、優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)橡宪，減輕重量吊任，減少應(yīng)力集中，增加使用壽命

對于航空航天武器裝備而言慷尸，減重是其永恒不變的主題揣交。不僅可以增加飛行裝備在飛行過程中的靈活度，而且增加載重量瘤嗜，節(jié)省燃油殷靖，降低飛行成本。但是傳統(tǒng)的制造方法已經(jīng)將零件減重發(fā)揮到了極致着还，再想進(jìn)一步發(fā)揮余力介劫，已經(jīng)不太現(xiàn)實(shí)。

但是3D技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)案淋，在保證性能的前提下座韵，將復(fù)雜結(jié)構(gòu)經(jīng)變換重新設(shè)計(jì)成簡單結(jié)構(gòu)，從而起到減輕重量的效果踢京。而且通過優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)誉碴，能使零件的應(yīng)力呈現(xiàn)出最合理化的分布，減少疲勞裂紋產(chǎn)生的危險(xiǎn)瓣距，從而增加使用壽命黔帕。

通過合理復(fù)雜的內(nèi)流道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)溫度的控制代咸，使設(shè)計(jì)與材料的使用達(dá)到最優(yōu)化，或者通過材料的復(fù)合實(shí)現(xiàn)零件不同部位的任意自由成型蹬屹，以滿足使用標(biāo)準(zhǔn)侣背。

戰(zhàn)機(jī)的起落架是承受高載荷白华，高沖擊的關(guān)鍵部位慨默，這就需要零件具有高強(qiáng)度，高的抗沖擊能力弧腥。美國F16戰(zhàn)機(jī)上使用3D技術(shù)制造的起落架锥酌，不僅滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，而且平均壽命是原來的2.5倍婚咱。

4连载、零件的修復(fù)成形

金屬3D打印技術(shù)除用于生產(chǎn)制造之外，其在金屬高性能零件修復(fù)方面的應(yīng)用價(jià)值絕不低于其制造本身挣徽。就目前情況而言异浸，金屬3D打印技術(shù)在修復(fù)成形方面所表現(xiàn)出的潛力甚至是高于其制造本身。

以高性能整體渦輪葉盤零件為例咙借，當(dāng)盤上的某一葉片受損锐洞，則整個(gè)渦輪葉盤將報(bào)廢，直接經(jīng)濟(jì)損失價(jià)值在百萬之上脖投。較之前窜交，這種損失可能不可挽回，令人心痛防苗。

但是基于3D打印逐層制造的特點(diǎn)羽址，我們只需將受損的葉片看作是一種特殊的基材，在受損部位進(jìn)行激光立體成形谋旦，就可以回復(fù)零件形狀剩失，且性能滿足使用要求，甚至是高于基材的使用性能册着。由于3D打印過程中的可控性拴孤，其修復(fù)帶來的負(fù)面影響很有限。

事實(shí)上指蚜，3D打印制造的零部件更容易得到修復(fù)乞巧，匹配性更佳。相較于其他制造技術(shù)摊鸡，在3D修復(fù)過程中绽媒，由于制造工藝和修復(fù)參數(shù)的差距，很難使修復(fù)區(qū)和基材在組織免猾、成分以及性能上保持一致性是辕。

但是在修復(fù)3D成形的零件時(shí)就不會(huì)存在這種問題了囤热。修復(fù)過程可以看作是增材制造過程的延續(xù)，修復(fù)區(qū)與基材可以達(dá)到最優(yōu)的匹配获三。這就實(shí)現(xiàn)了零件制造過程的良性循環(huán)旁蔼，低成本制造+低成本修復(fù)=高經(jīng)濟(jì)效益。

5豁登、與傳統(tǒng)制造技術(shù)相配合容厦，互通互補(bǔ)

傳統(tǒng)制造技術(shù)適用于大批量成形產(chǎn)品的生產(chǎn)，而3D打印技術(shù)則更適合個(gè)性化或者精細(xì)化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制造嗦府。將3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合牙茅，各取所長，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢肺致，使制造技術(shù)發(fā)揮更大的威力指锉。

比如，對于表面要求高質(zhì)量性能哈涣，但中心要求性能一般的零件而言吹对，可以使用傳統(tǒng)制造技術(shù)生產(chǎn)出中心形狀的零件，然后使用激光立體成型技術(shù)在這些中心零件上直接成型表面零件勺处，這樣就生出了表面性能高暮戏，中心要求一般的零件，節(jié)省了工藝的復(fù)雜程度京甫，減少了生產(chǎn)流程霍凛。這種互補(bǔ)的生產(chǎn)組合，在零部件的生產(chǎn)制造中具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值槽奕。

再者几睛，對于外部結(jié)構(gòu)簡單，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件粤攒，其采用傳統(tǒng)制造技術(shù)制造內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)所森，過程繁瑣，后續(xù)加工工序復(fù)雜這就造成了生產(chǎn)成本夯接，延長了生產(chǎn)周期焕济。

采用外部使用傳統(tǒng)制造技術(shù)而內(nèi)部采用3D打印技術(shù)直接近凈成形，這樣只需少量后續(xù)工序就可完成產(chǎn)品的制造盔几，這縮短了生產(chǎn)周期晴弃，降低了成本，發(fā)揮出傳統(tǒng)技術(shù)和新技術(shù)的完美匹配制造的結(jié)合逊拍，實(shí)現(xiàn)了互通互補(bǔ)上鞠。

航空航天作為3D打印技術(shù)的首要應(yīng)用領(lǐng)域，其技術(shù)優(yōu)勢明顯，但是這絕不是意味著金屬3D打印是無所不能的芍阎，在實(shí)際生產(chǎn)中世曾，其技術(shù)應(yīng)用還有很多亟待決絕的問題。比如目前3D打印還無法適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)冈瞪，滿足不了高精度需求踏旷，無法實(shí)現(xiàn)高效率制造等。

而且找仙，制約3D打印發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素就是其設(shè)備成本的居高不下糜谒，大多數(shù)民用領(lǐng)域還無法承擔(dān)起如此高昂的設(shè)備制造成本。但是隨著材料技術(shù)座叙，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及激光技術(shù)的不斷發(fā)展刮诅，制造成本將會(huì)不斷降低，滿足制造業(yè)對生產(chǎn)成本的承受能力契叔，屆時(shí)，3D打印將會(huì)在制造領(lǐng)域綻放屬于它的光芒栗怪。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)麸应，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)娘瞻，也不構(gòu)成任何其他建議损侄。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳叶雹，對此類作品本站僅提供交流平臺(tái)财饥，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻折晦、圖片钥星、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時(shí)間告知满着，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容谦炒，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn风喇。