近日，英国航空技术研究所（ATI）与制造技术中心（MTC）携手，共同制定了一项针对增材制造技术的全新战略与路线图。该文件详细阐述了英国在2028年之前为把握日益扩大的航空航天增材制造市场所需采取的行动。ATI预测，到2033年，该市场的价值将达到100亿英镑。
ATI展望，至2030年，英国在民用航空领域的3D打印航空零部件生产将实现显著增长。该机构期望这些零部件能够由一个“功能完备的英国本土端到端供应链”来设计和交付。
随着行业为下一代商用飞机的制造做准备，技术开发必须与产品决策保持同步。ATI强调，增材制造的应用需要从研发阶段扩展到最终用途部件的生产。此外，增材制造在航空业实现2050年净零排放目标中扮演着至关重要的角色。根据增材制造路线图，3D打印技术将在未来十年内增强英国航空航天业的全球竞争力。
路线图的共同作者、ATI结构制造和材料技术主管Alex Hickson评论说：“提升能力并将增材制造的部件应用于飞机是实现零排放的关键推动因素。该路线图为提高英国在该领域的竞争力和确保经济利益提供了战略方向和关键里程碑。”
ATI的战略和路线图突出了增材制造在提高燃油效率、卓越的热管理以及减轻零件重量方面的潜力。它还强调了3D打印将复杂组件整合为单一部件的能力，这有助于降低制造成本、减少浪费，并最大限度地减少人工劳动。通过缩短开发时间和成本，增材制造还能加速高价值航空航天产品的上市。
全球航空航天制造商正纷纷采用3D打印技术。ATI的路线图特别指出，空中客车、波音、通用电气航空航天、通用原子航空系统公司和罗罗都在利用增材制造技术。例如，GE计划在其GE9X发动机中采用超过304个金属3D打印部件。波音公司已在民用和国防航空航天应用中生产了超过70000个金属和聚合物3D打印部件。通用原子公司已认证了超过350个可飞行的增材制造部件，这些部件在无人机上的累计飞行时间已超过300,000小时。
尽管增材制造的采用率有所增长，但ATI认为英国航空航天领域仍有未被充分利用的潜力和应用。根据战略，英国各组织目前生产并投入使用的金属3D打印民用飞机部件不足十种。尽管已经做出了巨大努力和投资，情况仍然如此。
英国政府的英国研究与创新（UKRI）机构在2013年至2023年期间为811个AM相关项目提供了超过5.52亿英镑的资金支持。此外，ATI计划还提供了价值超过1.2亿英镑的资金，并为航空航天领域提供了近7200万英镑的赠款资金。
该战略认为，到2020年，3D打印必须在英国国防和民用航空领域得到广泛应用。否则，可能会面临“长期被排除在一代飞机之外”的风险。英国拥有全面采用3D打印技术进行航空航天终端部件生产所需的所有条件，包括“拥有机器OEM的综合AM网络、快速增长的供应链和无与伦比的学术实力”。
该路线图确定了阻碍这一目标实现的四个关键挑战领域：供应链弹性、更高效的资格认证、降低零件成本和增加应用机会。克服这些挑战将增强人们对增材制造的信心，“使决策者能够自信地将这项技术融入未来的计划。”
MTC相信，新的路线图将使OEM和一级供应商能够做出更明智的决策，确定在何处、何时以及如何为下一代飞机优化3D打印。“反过来，供应链可以建立制造所需零部件进入市场的能力，并有助于确保英国航空航天制造业的美好未来，”MTC未来移动副主任凯蒂米尔恩补充道。
尽管英国航空航天领域还需要开展更多工作来扩大增材制造规模，但一些国内公司已经引领了这一进程。总部位于英国伯明翰的GKN Aerospace声称，其3D打印飞机部件每天出现在100,000个商业航班上。该公司高级研究工程师Liam Pang在TCT 3Sixty 2024上表示，这些部件包括支持3D打印的喷气发动机和DfAM优化的液压适配器块。GKN还与欧洲航天局和航空航天公司阿丽亚娜集团（Ariane Group）正在进行合作。通过此次合作，该公司利用激光粉末床熔融3D打印为阿丽亚娜6号火箭生产可重复使用的火箭发动机涡轮机。据说增材制造使涡轮机的成本降低了90%。
