3d打印在航空制造中的优点与局限

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1、◎世界上第一架采用喷气动力的3D打印无人机文/江雨3D打印在航空制造中的优点与局限3D打印技术是在上世纪70年代末寸精度要求。艺要求和品质控制则更为严格。期开始出现，主要应用于产品研制阶段3D打印复杂框类结构毛坯的减重的“快速原型”和生产阶段的“快速制效果比较明显，如F-22最大面积锻造结3D打印与其它制坯方式的对比造”。3D打印技术与曾经应用于工业生构框的毛坯重量为2790千克，毛坯加现阶段3D打印技术的航空应用主产的堆焊工艺方法相似，之所以称为3D工后的净重量只有144千克，材料去除要集中在金属结构，以坯材成型加工难打印，就是在成型工艺上采用CAD

2、和计比例达到了95%！如果按照已经能够验度大的钛合金和合金钢为主，加工难度算机3D模型数据，将两维基材通过不同证的工艺要求制造盘形复杂结构零件，低的铝材则更适合采用锻铸方式成型。融合方式组合成三维结构。用在航空生锻造工艺无法直接制成细节结构，材料3D打印航空零件的应用已比较广产上的工艺方法主要有激光近净成形技利用率只有毛坯重量的约10%。铸造则泛。国外用于F-22的3D成型TC4接头术（LENS）、激光选区熔化技术（SLM）及可以完成部分细节的粗略成型，毛坯实已经达到2倍设计疲劳寿命，F/A-18的电子束选区熔化技术（EBSM）。际利用率可达到总重量的

3、20%~25%。翼根吊架结构强度达到设计要求的SLM就是把立体的零件按照粉末的3D打印可以直接制成与成品接近的外225%，疲劳寿命也达到4倍设计要求，厚度分解成平面，每层粉末烧结成固定形，考虑到外表加工工艺和材料品质要C-17等型号的进气道附件也都开始批平面后堆叠成立体成品。LENS则是用求，成品零件可以达到毛坯总重的60%~量应用3D打印，部分3D打印件已能在激光束的能量熔化预先喷射到熔化区的70%，材料利用率和机加工效率都有很现有机型制造中替代钣金和精铸件。金属粉末或丝材，通过熔池的连续运动大提高。中国在航空3D打印方面取得了很将熔池的点连接成线，

4、最终形成平面后相对的，铸造成型模具的再利用效大的成绩，已有多个型号应用3D打印的逐层堆积成立体的零件。果比较好，成品芯型能进行批量毛坯的承力结构，达到了缩短制造周期和简化LENS与SLM都采用增材制造的加制造。锻造的锻压模具成本虽然很高，工艺的效果，对产品减重的作用也比较工工艺，与锻造和铸造的工艺方式相似，工艺设备标准要求也高，但锻造也有利明显，宣传资料中甚至有过减重40%的也是以复杂外形零件毛坯的直接成型为于进行批次生产毛坯的成型。3D打印说法。国内很多军迷仅根据这个40%和目标。3D打印的优点是成型后的机加采用增材制造的工艺手段，无论只制造类似说法

5、，就对航空结构减重抱有很大工去除材料量较少，部分类型零件可以1个还是批制造100个，单件的生产时间希望，而这个40%虽然理论上存在可能，实现近净成型，甚至满足直接成型的尺和成本均没有任何差异，零件的成型工但要受到非常严格的条件和应用限制。60OrdnanceKnowledge观察家SLM制成品的尺寸精度较高，但成基于制造技术突破的减重措施度要求，结构件和桁条等结构也要保证型体结构密度控制效果不好，难以承受独立承力的厚度。采用铆接和螺接组合按照减重标准对比，3D打印的密度高载荷的结构效应，承力结构的3D打印零件时，标准件紧固位置的孔强度还必与锻造的差异不

6、到1%，而要实现避免缺主要采用的是LENS。按照已经公开的须高于零件强度。陷和改善材料性能的目标，密度差异其3D打印整体框架坯材外形对比，3D打如果要用螺栓固定某根壁厚2毫米实是越小越好。按照实际生产条件去对印件毛坯重量大致只有锻造的15%，这的L型型材，每个螺栓孔位置的厚度要比，某简单框架的成品重量如果接近是3D打印的技术优势，但坯材减重比并超过平均厚度，如果采用铆钉则需要平300千克，模锻件毛坯重量大致在2700不代表最终制成品的重量对比。均分布多个铆钉孔。组合件组合要求增千克左右，3D打印的框架毛坯重量可以飞机的整体结构框架的设计要考虑加了零件的

7、结构重量，组合用标准件也降低到接近500千克，但成品重量与锻到轻巧、坚固，以及工艺和成品机械/理增加了整体重量，对于某些小型的复杂造的理论区别还不到1千克，仅比整体化性能的一致性，结构设计必须严格满轻金属结构，组合用标准件的重量甚至机械加工的尺寸误差换算值略大。所以足标准化的要求，不同机型类似结构的比零件本身的重量还要高。说，从成品重量这个最终指标去对比，设计并没有大的差异。展览上公开的如果能够通过工艺手段直接成型组3D打印减重效果几乎可以忽略不计。3D打印承力框架制成品，结构设计与锻合件，一体化结构将实现明显的减重效那么宣传资料中减重40%的说法是造

8、框架并没有任何差别，区别仅体现在果。如两个组合件的对合壁板厚度均为怎么来的？这要从飞机结构工艺