和3D打印進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域所面臨挑戰(zhàn)有關(guān)的問題，那么對于國家航空航天而言，3D打印要面對的挑戰(zhàn)主要又有哪些呢渊输？

△產(chǎn)業(yè)化的3D打印

3D打印與材料科學(xué)

增材制造的早期采用者一直是航天工業(yè)，通過3D打印技術(shù)來處理非常復(fù)雜（通常是定制）的組件晌颅。增材制造使設(shè)計(jì)師能夠優(yōu)化組件的設(shè)計(jì)奸误，并生產(chǎn)非常復(fù)雜的產(chǎn)品，而不會(huì)產(chǎn)生高成本真仲，并且避免了開模過程袋马，從而縮短了交付周期。

2018年秸应，航空航天行業(yè)面臨著前所未有的績效壓力虑凛，一方面是越來越多的乘客對全球旅行需求的不斷增加，另一方面是飛機(jī)制造面臨著更高的性能要求灸眼，更低的制造、運(yùn)行、維護(hù)成本需求焰宣，可持續(xù)性和效率是航空航天行業(yè)所關(guān)心的話題霉囚。

2016年，增材制造市場總規(guī)模估計(jì)為60.63億美元匕积，其中航空航天占整個(gè)市場的18.2％盈罐。到2022年，整個(gè)市場預(yù)計(jì)將增加到262億美元闪唆。

典型的航空航天部件的材料浪費(fèi)在90-99％之間盅粪，從長遠(yuǎn)和地球資源的可持續(xù)性發(fā)展角度看，如此高的浪費(fèi)在商業(yè)上是不可行的擅很，而增材制造不僅僅提升了零件的性能像得，還從節(jié)約材料方面為航空航天制造業(yè)打開了另一扇門。

十多年來鹅甚，航空航天工業(yè)一直在探索增材制造工藝的應(yīng)用轨醒。在理解3D打印技術(shù)及其局限性方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。只有當(dāng)人們開始探索通過工藝鏈（粉末合金夸截，增材制造加工和熱處理）過程中所發(fā)生的材料科學(xué)時(shí)佃逆，工業(yè)化的技術(shù)路線圖才會(huì)變得更加清晰。當(dāng)增材制造被認(rèn)為是制造材料而不僅僅是形狀的工藝儒淌，思維就會(huì)發(fā)生變化雷昵。

認(rèn)證、檢測品客、工藝榴弧、成本的重重挑戰(zhàn)

那么3D打印要如何迎接挑戰(zhàn)以適合航空航天領(lǐng)域生產(chǎn)的需求？

1. 首先助店，必須確信可以開發(fā)出可在單臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器上實(shí)現(xiàn)高重復(fù)性質(zhì)的強(qiáng)大流程磁滚。

隨著3D打印技術(shù)被納入更大的制造供應(yīng)鏈中，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究宵晚，人工智能在3D打印車間的運(yùn)用將發(fā)揮兩大作用垂攘，一是提升工藝的自動(dòng)化提升水平，這種自動(dòng)化與車間的機(jī)器人自動(dòng)化是不一樣的淤刃，拿美國硅谷高科技公司 Authentise的3Diax軟件來說晒他，通過人工智能，Authentise盡大程度地確保增材制造過程本身具有可重復(fù)性和可追溯性逸贾。當(dāng)然人工智能的運(yùn)用還帶來了第二個(gè)優(yōu)勢陨仅，數(shù)據(jù)的價(jià)值在于積淀，如果說數(shù)據(jù)像石油一樣是一種資源铝侵，那么人工智能就像煉化廠一樣將數(shù)據(jù)的價(jià)值提煉出邏輯思維的能力灼伤，而這種能力帶來了一個(gè)直觀的結(jié)果，那就是加速所生產(chǎn)的產(chǎn)品商業(yè)化進(jìn)程。

2. 其次狐赡，制造過程必須能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)上可行的商業(yè)案例撞鹉。

這方面，我們已經(jīng)看到了一些早期的成功案例颖侄，除了GE的噴油嘴藻礁，一個(gè)典型的案例是，2017年空客首次安裝3D打印鈦金屬零件在批量化生產(chǎn)的A350 XWB系列飛機(jī)上重柄。這款3D打印的零部件是由鈦制成的支架庆率，可以裝配到飛機(jī)吊架中，該平面的部分有效地連接機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)汤史。這款3D打印零件是由美國鋁業(yè)分拆出來的Arconic生產(chǎn)的软殿。通過使用粉末床激光熔融金屬3D打印系統(tǒng)，可以很快地生產(chǎn)多個(gè)零件邓樟。

當(dāng)然缸秀，單純依靠3D打印是很難進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的，拿Arconic來說役默，Arconic在傳統(tǒng)金屬制造技術(shù)和3D打印領(lǐng)域都有根基唯碗，并擁有航空航天工業(yè)中最大的HIP（熱等靜壓）設(shè)備之一，該設(shè)備用于加強(qiáng)由鈦和鎳基超合金制成的3D打印和非打印部件的金屬結(jié)構(gòu)冤牢。而根據(jù)相關(guān)的市場研究铐向，國內(nèi)企業(yè)中鉑力特也配備了完善的HIP（熱等靜壓）設(shè)備以及質(zhì)量檢測設(shè)備。

不過當(dāng)前航空航天領(lǐng)域漫長的認(rèn)證時(shí)間也帶來了產(chǎn)業(yè)化壁壘的進(jìn)一步推高丙者，此外由于測試和驗(yàn)證方法（工業(yè)CT斷層掃描和X射線等）的駕馭能力并不成熟复斥，通常3D打印在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用涉及到相當(dāng)高的廢品率，這些部件在驗(yàn)證過程中被拒絕械媒，這進(jìn)一步提高了3D打印進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)目锭。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場判斷，當(dāng)前基于經(jīng)驗(yàn)的3D打印模式將逐步被以前饋控制纷捞，過程監(jiān)測痢虹，人工智能為主導(dǎo)解決方案所進(jìn)化。

除了認(rèn)證的壁壘主儡，當(dāng)前3D打印用于航空航天制造領(lǐng)域關(guān)鍵的成本驅(qū)動(dòng)因素包括構(gòu)建速度奖唯、設(shè)備投資、粉末糜值、質(zhì)量驗(yàn)證丰捷、消耗品和公共事業(yè)費(fèi)用、運(yùn)營效率寂汇、工藝水平病往、后處理和昂貴的表面處理等捣染。雖然其中一些因素可以在內(nèi)部解決，但是3D打印行業(yè)需要通過協(xié)作來推動(dòng)一些重要的成本因素（設(shè)備饭糊、消耗品血沦、粉末等）得到有效解決。

△產(chǎn)業(yè)化曲線斜率與行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的合作水平有關(guān)

最后的挑戰(zhàn)是合作創(chuàng)建通用數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)伦捐，從這方面來說，3D打印行業(yè)要取得長遠(yuǎn)的發(fā)展皿理，當(dāng)前面臨的局面更多的是合作而不是無序的競爭孟庵。

（中國3D打印網(wǎng)）

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