11月18日，中国工程院公布2021年新增院士，中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所项目总设计师、3D打印专家王向明成功当选。 在航空制造领域，王向明考虑如何实现创新设计、确保使用安全，着重解决3D打印面临的“会用、敢用”的问题。 王向明，工学博士、研究员、博士生导师。主持或参与多个型号机体结构设计。现任航空工业集团沈阳飞机设计研究所项目总设计师、“鹘鹰”飞机常务副总设计师、航空工业集团增材制造首席专家、创新结构国防原“973”技术首席、飞行器新概念结构航空科技重点实验室主任、辽宁省增材制造共性技术创新中心主任。某部先进制造技术专业组增材制造责任专家。王向明是飞机机体平台结构设计领军人物，长期从事结构创新设计与制造一体化研究。先后承担原总装、装发部、军科委、科技部、工信部、科工局主管的有关飞机结构设计与制造研究项目20余项，在飞机新概念结构设计、增材制造应用技术、新机快速试制等方面做出重要贡献。先后获国家技术发明奖一等奖、二等奖，国防科技进步奖一等奖2项。授权发明专利32件，发表期刊论文53篇、出版专著5本、撰写重要研究报告40余篇，大型学术会议特邀报告15次。 王向明在西安增材制造高峰论坛 2014 年，美国将增材制造列为重大颠覆性国防技术。早在2003年，沈阳飞机设计研究所与北京航空航天大学深度合作，共同开拓了飞机增材制造应用技术。北京航空航天大学在控形、控性、装备等方面已取得重大突破。作为关键技术的另一方面，设计、评定和验证是使用安全的重要保障，也是美国联邦航空局（FAA）确认的增材制造 4 个难点之一。沈阳飞机设计研究所建立融合增材制造技术的结构设计、评价与验证方法。 王向明借助在原总装先进制造专业组担任增材制造责任专家的机遇，规划出基于增材制造的大型整体化、构型拓扑化、梯度复合化和功能结构一体化等飞机新概念结构领域，主导系统级技术开发与工程化验证。 基于发明的增材熔合连接方法，王向明提出多种增材主承力结构设计方法，即通过增材熔化沉积填充，一边成形、一边连接，将两个构件合并为一个整体，使构件做得更大、更复杂。其中具体包括残余应力临界值仿真预测、离散分区成形、去除残余应力、增材熔合连接，涵盖创新设计、性能评定、工程验证等。与焊接的区别是，突破厚度限制，力学性能与母材相当，近似“无痕”连接。研制出框-梁等多种整体主承力结构，拓展法向复杂承载维度。 王向明提出基于增材制造的新概念机构 针对熔合连接区疲劳特性评定，王向明提出当量应力集中系数法。将熔合连接区内部细观缺陷打包，与母材宏观应力集中当量等效，利用名义应力法确定当量应力集中系数值和寿命算法，以此作为疲劳和工艺质量评价判据。针对疲劳寿命安全，王向明建立工程化验证专用模式，与传统积木式验证不同的是，力学性能考核与工艺过程循环迭代，这样可及时暴露性能缺陷，加快改进，使增材制造主承力结构件的寿命安全保障有了技术支撑，进而解决寿命安全风险控制难题。 拓扑结构是公认的轻量化结构，减重效率可近一半，具有极大应用潜力，受到工程界的普遍关注。王向明认为，拓扑结构属静定结构范畴，任一分支失效都将导致总体破坏。寿命安全如何保障？为此，他提出按寿命设计和稳定性设计所产生的强度裕度等效面积作为裂纹扩展容限区域，分不同情况建立拓扑结构局域损伤容限设计准则。针对拓扑结构机加难点，他还提出了增材快速成坯加表面熔凝精整的低成本工艺方法，机加量减少70%，制造成本也得到降低。 上述研究解决了增材主承力结构创新设计难题，成效显著，零件数量减少2/3、结构减重1/5、疲劳寿命增加1/3。“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”获得了国家技术发明奖一等奖的殊荣，这一项目由沈阳飞机设计研究所负责设计验证，北京航空航天大学负责制造。 早在2003年，王向明就与王华明教授开展密切合作，共同为飞机结构件“量身定做” 王向明介绍，选区熔化增材制造技术可打印出内部形状复杂的轻质功能件，但常规点阵结构的节点承载能力大都不满足飞机功能结构要求。为此，王向明将点阵结构的节点半径作为设计变量，通过形状优化降低应力集中和重量，由此建立多种拉压承载型节点强拘束微桁架单胞。他提出节点剪切强度计算方法，发现敏感设计参数（微杆半径），并据此建立有效设计手段；打印出散热器、格栅等多种高效功能件，解决了增材高承载功能结构创新设计难题。功效实现质的飞越，功能效率提高一倍、减重近2/5、零件减少95%。另外，据王向明介绍，飞机战损/战伤比为1∶20，结构战伤占近90%，若无法及时抢修即相当于战损。对此，他提出了补强几何应力集中/填充复合应力集中最小的修理设计方法、浪涌偏差修正方法，建立“四快”修复流程与数据库——设计、评定、制造、修复。主持完成了3类材料、9类构件的地面静态、摇摆动态环境下的工程验证，为保持舰载机完好率提供技术途径。 上述成果应用于多个型号项目，单机用量达复合材料用量的1/7，含5种工艺、9种材料。开辟了增材构件在飞机上工程化应用先河，实现了质的飞越，应用进程保持领先，使我国成为唯一实现增材制造构件在飞机上规模化应用的国家。王向明领衔的“基于增材制造的飞机结构创新设计与工程应用”项目由此获得了国防科技进步奖一等奖。 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.史玉升、王向明等4位增材技术专家确认2021中国工程院有效候选人 2.贯通材料、设计和速度，打开3D打印应用的大门 3.材料–结构–性能一体化增材制造 | 顾冬冬教授发表南航首篇《Science》论文 4.提前布局MES，迎接增材制造批量化生产的时代

从3D打印技术发展到已经能够制造完成零件开始，第一个受益于这项工艺的行业无疑是航空航天领域。通过制造复杂结构实现零件的轻量化所带来的好处是显而易见的，特别是当零件的价格并不是真正的限制因素时，这在航空航天领域司空见惯。下面就来盘点一些3D打印在航空领域的最新应用案例。 1. 3D打印XB-1超音速飞机钛合金零部件 XB-1是Boom Supersonic公司于2020年底推出的一款超音速飞机，其飞行速度可以和目前已经停用的协和式飞机媲美（少数投入超音速客机）。XB-1一经推出，就吸引了业界的目光，一来是目前超音速商用客机并不多，二来它大量启用了3D打印的零部件，整机一共使用了21个3D打印的钛合金零部件，这些部件均采用Velo3D的蓝宝石金属打印机制造，应用于发动机和环境控制系统。 2. Norsk Titanium为波音787提供零部件 2020年12月，Norsk Titanium公司宣布将向波音交付新的787梦幻客机组件。Norsk使用的快速等离子体沉积工艺（RPD）是一种经过FAA认证的OEM合格的增材制造工艺，通过使用钛丝转变为适用于结构和安全关键应用的复杂组件，可为航空航天、国防和商业客户节省大量的交货时间并节省成本。此项交付是Norsk不断增长的商业航空结构领域的第三位客户，也意味着Norsk获得了欧盟航空航天公司的第一笔经常性生产订单。 3. 雷尼绍等为直升机3D打印门把手 英国3D打印公司雷尼绍、航空公司Hyde Aero Products(HAP)和英国国家快速成型制造中心(NCAM)合作的一个项目，为两架二类直升机3D打印了门把手。这是HAP首次尝试金属3D打印飞机部件，其目的是考察3D打印飞机零件是否是个可行的、具有成本效益的解决方案。 4. 3D打印飞机跑道垫 跑道垫是空军在远征时使用的一种辅助设施。通过跑道垫，可以在平坦的地面上铺设一个临时的起飞降落跑道，提升飞机的战斗距离。传统上，美国军方依靠便携式跑道，用铝板垫组装。在100万美元的赠款下，美国印第安纳技术和制造公司以及普渡大学合作，开发了一种3D打印的跑道垫，内部采用了蜂窝结构，具有拼接便捷、轻量化、拼接缝隙小、牢固耐用等优点。 5. 为私人飞机3D打印机舱零部件 Cabin Management Solutions（CMS）是一家从事飞机维护、维修的公司，服务对象主要为私人飞机。在维护飞机的过程中，CMS发现很多零件都已经停产。为了解决这个问题，他们采用了3D打印技术。目前他们已经3D打印了100多种零件，如开关面板、温度控制器面板、按钮等。使用的材料为阻燃微碳纤维填充尼龙，并通过了FAA标准部件的认证。 6. 3D打印战斗机舱门部件 萨博是一家瑞典航空航天和国防公司，在生产过程中一直使用增材制造技术，为其战斗机制造内部部件。3D打印可以创建和维修零件，同时节约时间和成本。去年3月，该公司进行了首次3D打印部件的试飞。这是一个由尼龙制成的舱口，能够承受室外条件。最终，萨博希望找到更耐用的材料，特别是与高海拔地区的严寒有关，并希望开发一种移动的3D打印系统，以便将其带到不同的基地。 7. 3D打印空客A320ceo停产零件 Satair是一家丹麦公司，自 2011 年以来一直生产飞机部件。该公司去年使用增材制造技术，为一位客户提供了经过认证的金属3D打印件。3D打印用于制造 A320ceo 飞机的机翼尖栅栏，而通常供应商不再提供该部件。据Satair称，这种设计方法降低了45%的成本，同时提供了灵活性。 8. 罗罗3D打印发动机主要结构 ITP Aero成立于 1989 年，负责开发和设计航空领域的应用。最近，这家罗罗西班牙子公司采用3D打印技术制造了新型UltraFan ®发动机的主要结构之一。该部件称为TBH（尾部轴承外壳），将用作飞机和发动机之间的连接元件。据 ITP Aero 称，3D打印使生产具有复杂几何形状的部件成为可能，只需使用少量粉末，并节省 25%的材料。该公司表示，这种制造方法更环保，并减少了生产过程中的碳排放量。 9. 赛峰3D打印大尺寸商用飞机前起落架组件 3月底，赛峰集团与SLM Solutions合作制作了一款商务喷气式飞机的前起落架组件，尺寸达455 x 295 x 805 mm。采用SLM技术来3D打印制作如此大尺寸的飞机部件，尚属世界首次。该项目的目标是证明通过SLM 3D打印技术生产主要配件的可行性。传统起落架零件，通常是通过5轴加工和三个锻造零件组装而成，为适应3D打印逐层制造的工艺特点，需要将组件进行重新设计，这不仅节省了整个制造过程的时间，最终还将原来的三个零件组合为一个整体，重量减少了约15％。 10. 西班牙马德里航空局建立3D打印后勤保障 管理西班牙空军飞机和直升机维修的马德里航空局（MAESMA）将增材制造技术纳入到其工厂中，用来开发定制工具和测试新部件等。更具体地说，它使用FDM机器制造碳纤维填充部件。例如，它打印了用于泄漏控制的模因部件或用于直升机主转子的自定义密钥。MAESMA 还投资了3D扫描解决方案，用于扫描备件，并建立一批3D文件，以防需要维护。 11. Materialise与EOS合作成为首批空客3D打印非金属阻燃飞机零备件提供商 此前，增材制造服务提供商Materialise宣布已经获得空中客车公司供应商资格，能够使用基于SLS (激光烧结) 工艺的3D打印技术为空中客车公司生产飞机零备件。该工艺中使用的材料由EOS提供，是一种阻燃聚酰胺材料（PA 2241 FR）。随着这一发展，Materialise和EOS成为了首批获准基于空中客车工艺规范AIPS 03-07-022提供3D打印服务的供应商。目前，空中客车已授权Materialise基于两种3D打印技术生产飞机零配件。目前，Materialise为空客A350打印了大约100种不同的飞行零备件，每年为整个A350生态生产总共26,000个零件。此外，Materialise还将为其它空客飞机（包括A320、A330和A340）提供零备件，为此，EOS 工业 3D 打印技术将发挥关键作用。 12. 汉莎航空3D打印整体方案中心 德国汉莎航空将增材制造分成"原型制造、工具制造以及最终零件制造“三种类别。该技术使内部维修和维护过程更加高效，也用于制造飞机的单独部件和备件。此外，还可以使用聚合物材料或金属制成定制工具。在最终零件制造过程中，必须始终考虑合格部件的审批流程，这就是为什么在每种情况下都对增材制造的部件进行特定成分评估的原因。该中心旨在加快增材制造产品的开发和制造。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.与航空航天用户绑定，3D打印服务商获发展契机…

运载火箭捆绑点轴承支座是助推器连接芯级火箭实现传力的关键主承力构件，传统制备材料选用高强钢锻件机加工而成，具有强烈的减重需求。TC11钛合金是我国开发的可在500℃以下长期服役的α+β型高温钛合金，室温强度高、热强性好，是制造航空发动机、高压压气机盘及叶片的主要材料以及航天器主承力构件的潜在材料，有取代高强钢作为航天主承力构件材料实现运载火箭轻量化的巨大潜力。 但钛合金的加工性能差，大型钛合金结构件的传统制造一般需要大型锻压设备及大型模具，制造难度大，材料利用率低，制造周期长，设备成本和生产成本高。因此，大型关键钛合金构件的制造技术被公认为是航空、航天等高端重大装备的核心关键制造技术之一。 上海航天设备制造总厂有限公司增材制造团队的相关研究作为封面文章发表于《中国激光》 激光熔化沉积成形属于增材制造技术，可实现零件的近净成形，因具有较少的去除量且可避免使用模具和大型锻压设备，因此可显著降低航天领域大型金属构件的制造成本和周期。 组织和性能是激光增材制造钛合金研究热点问题，成形过程中移动的熔池对成形件反复热作用决定了成形件的组织和性能。为满足航天主承力钛合金轴承支座的应用需求，近日，上海航天设备制造总厂有限公司增材制造研究团队研究了不同热处理工艺下的组织和性能，使激光熔化沉积制造的TC11钛合金强度和塑性均显著提升, 达到了锻件标准，为整体轴承支座性能调控提供了依据。 创新研究与结论 围绕如何均匀化激光熔化沉积成形TC11钛合金组织和提升成形件的综合力学性能，研究团队采用双重退火热处理工艺对激光熔化沉积成形后的TC11钛合金进行组织和性能调控。分析其组织和性能的演变行为，建立热处理-组织-性能关联关系，为后续其它工艺组合下钛合金成形件的热处理制度选择提供参考，为TC11钛合金航天主承力构件的轻量化应用提供经验。研究结论如下： 1) 在异质形核和外延生长形核两种机制的竞争下，TC11钛合金的沉积态组织沿沉积方向呈柱状晶和等轴晶交替生长的现象。沉积态微观组织主要由晶界集束α相组成的魏氏组织及晶内细针状网篮组织构成。沉积态TC11钛合金经双重退火后组织明显粗化，且随着退火温度升高，晶内α相的长径比减小，晶界α相出现断续、球化和消失现象；当退火温度为1025℃时，晶界重新形成连续晶界α相，晶内组织突变为细化的网篮组织。 图1 激光熔化沉积系统及工艺方法。(a)LMD系统; (b)成形过程; (c)扫描路径; (d)热处理制度 2) TC11钛合金沉积态和热处理态的力学性能均满足锻件标准要求，双重退火可显著提升沉积态的力学性能。受晶内和晶界组织的影响，随着退火温度升高，TC11钛合金的强度总体先降低后升高，塑性整体上呈先增后降的趋势。随着退火温度升高，屈强比先升高后降低，并于1010℃时达到最大。沉积态和双相区内退火TC11钛合金强度的各向异性<3%，表现为趋近各向同性的特征，塑性各向异性呈先增后减的趋势，在995℃退火后塑性的各向异性最小。 图2 柱/等混合组织。(a)沉积态；(b)热处理态 3) 受晶内组织及连续晶界的影响，沉积态TC11横、纵向拉伸断口均表现为沿晶断裂特征；双重退火后，晶界出现断续、球化和消失现象，裂纹以微孔聚集机制不断长大，断口表现为韧性断裂特征，在995℃退火后，断口上的韧窝最均匀。 图3 拉伸性能。(a)横向拉伸性能；(b)纵向拉伸性能；(c)屈强比；(d)各向异性 以上研究为TC11钛合金航天主承力构件的轻量化应用提供经验。后续，团队将针对大型钛合金构件不同部位力学性能差异，以及包括冲击性能在内的其它使役性能进行考核，并对钛合金轴承支座表面质量及内部质量进行无损探伤检测，优化成形及后处理工艺以满足使役性能需求。 上海航天设备制造总厂有限公司增材制造研究团队 团队介绍 上海航天设备制造总厂有限公司隶属于中国航天科技集团第八研究院。依托于“上海航天复杂金属构件增材制造技术研究中心”和“中国航天科技集团增材制造工艺中心”，增材制造研究团队拥有包括LMD、SLM、WAAM等各类增材工艺与装备研究制造平台。 近年来，团队承担了多项国家重点研发计划课题、国家自然基金、上海市启明星等省部级以上的科研项目，系统开展了激光增材制造工艺、装备、工程化应用等方面的研究工作，相关研究成果发表在《中国激光》、Additive Manufacturing、Optics & Laser Technology 等国内外知名期刊，并荣获“中国航天科技集团科技进步二等奖”“上海市科学技术进步二等奖”等多项科技奖励以及“中国军民两用技术创新大赛铜奖”“上海市产业青年创新大赛金奖”等多项国家级、省部级荣誉。 注：本文内容来自中国激光，文章题目《激光熔化沉积TC11钛合金双重退火后的组织和力学性能研究》。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.西南交大实现铝合金3D打印多缺陷主导裂纹扩展行为的成像表征 2.Science重磅：一种非常规的3D打印策略，创建超级钛合金结构 3.金属顶刊《Acta Mater》：增材制造高强铝合金的疲劳与动态时效！ 4.多位知名学者联合综述：金属增材制造过程中的微观结构演变和多阶段控制

10月10日，据俄罗斯国家技术集团官网消息，俄技集团增材技术中心成为俄罗斯国内首家获得俄工贸部批准进行航空部件和其他零配件批量化3D打印制造的企业。俄技集团增材技术中心总经理弗拉季斯拉夫•科奇库罗夫表示，对安全性要求极高的航空制造业是知识密集型行业之一，这是增材技术以及俄罗斯航空制造业发展的一个新的重要阶段。 目前，俄技集团增材技术中心是俄罗斯国内最大的3D打印设备园区，拥有41台增材及辅助设备，能够生产450种部件。俄技集团表示，其正在使用3D打印技术生产PD-35发动机部件，这款大推力航空发动机将用于CR929俄中宽体客机。 俄首次批量化3D打印航空部件 相比俄罗斯，中国在3D打印技术方面的发展和应用可以通过类似的数据得到证明，3D打印技术参考进行了归纳： 11月8日，国内知名的金属增材制造商铂力特宣布3D打印服务厂房SLM设备达到200台。 10月11日，国内知名的金属增材制造商鑫精合在央视新闻联播中被报道获得国家开发投资集团先进制造产业投资基金数亿元投资，工厂已有180余台金属3D打印机。 5月18日，中国钢研科技集团旗下专注于航空航天及民用合金零件增材制造业务的控股子公司钢研极光举行投产仪式，公司将总投资10亿元，计划于2025年前，实现3D打印设备装机量达到150-200台，完成重点产品批量生产。 2020年5月，飞而康宣布打造世界一流的增材制造超级工厂，规划设备50余台，并计划在2022到2023年内再投入一倍的设备来产业化生产，届时金属3D打印机将达100台。 届时，国内面向金属3D打印服务的装备数量保守估计也会超过600台，尽管设备之间面向的应用领域不只有航空航天，但规模依然庞大。 综合考量成本和加工效果，航空航天成为了3D打印最优应用领域。一个新的加工技术对于企业来说，核心考虑的是成本与加工效果，如果更低的成本实现了同样的加工效果或更高的成本实现了更优的加工效果则均有应用的空间，而航空航天领域由于对成本相对不敏感，3D打印的优势就被显著的放大。 无论是既有现状，还是未来布局，如果没有批量化应用为前提，国内几无可能进行如此大规模投资。 根据3dpbm数据，全球航空航天增材制造市场空间有望从2020年的30亿美元增长至2030年170亿美元，保持19.36%的年复合增长率，这其中包含了增材制造设备、材料与相关产品，其中设备市场规模则有望保持近13%的增长率。 航空航天领域为3D打印应用提供了无限空间 技术进步推动3D打印相比传统加工方式盈亏平衡产量不断提升。在以技术革新追求大规模生产前，3D打印通常仅在产量较低时具有经济性，因此适合定制化、设计快速迭代的小批量制造。伴随着目前设备、材料、服务供应商技术不断突破，3D打印开始逐步在大规模生产上具有经济性，具有大规模生产能力的“增材制造2.0”将使3D打印迎来一个高速发展的十年。 与此同时，随着我国国防战略全面转型，航空航天装备升级换代节奏有望加快，航空航天零部件制造正处上升期。随着国家“十四五”规划重点内容将围绕新一代航空装备、精确打击武器、无人装备及信息化装备为重点，新一代航空航天装备及精确打击武器将进入批量装备阶段，同时随着军民融合改革的深入推进，主机厂一般能力产能将进一步释放到上游民营企业。 飞而康增材制造工厂 鑫精合增材制造工厂 铂力特增材制造工厂 在导弹研发和制造方面，3D打印独特的轻量化制造特点能够提升导弹的使用效益。根据解放军报信息，3D打印导弹与传统制造方法相比，不仅能够降低成本，还能极大缩短导弹零部件的设计和更新时间，3D打印技术也解除了弹头制造中的各种限制，可以改善导弹的热力学性能并尝试之前无法使用的设计。雷神、洛克希德•马丁等公司早在2016年就已尝试通过3D打印寻找新的导弹部件制造方法，根据公开资料信息，导弹弹头减重1KG，可增加12至15km的射程。因此认为3D打印对导弹性能具有明显提升，在该领域需求有望持续提升。根据国防部信息，2021年上半年全军基础训练强度明显增大，弹药消耗大幅增加，采购量也有望持续上升。 中国航天科工二院采用3D打印技术在飞行器研制中取得重要里程碑 在军机研发和制造方面，我国新一代军机广泛采用3D打印技术。我国第一款舰载战斗机歼-15、多用途战斗轰炸机歼-16、第一款本土隐形战斗机歼-20及第五代战斗机歼-31的研发和制造均普遍使用了3D打印技术。俄技集团也指出，采用工业化3D打印，可将某些部件的制造时间从6个月缩短到3周。3D打印制造出来的部件在性能不变的情况下更轻，有望提高飞机载荷、优化飞行特性。国防大学军事后勤与军事科技装备教研部李大光教授表示，上世纪八九十年代，要研发新一代战斗机至少要花10-20年的时间，而借助3D打印技术，最少只需3年时间就能完成。目前，我国先进战机正处于高速列装阶段，为3D打印技术批量化制造零件释放了增量空间。 翼龙无人机上面的3D打印应用，来源：2021增材制造材料创新发展论坛直播 在民机研发和制造方面，铂力特、飞而康等增材企业均参与了C919验证机零部件的试制工作，保障了首飞成功。与此同时，铂力特后续为国产各类飞机制备了近2万个零部件，其中绝大部分已装机使用。根据商飞公司市场预测年报，2020至2039 年中国新机交付价值量将达到1.33万亿美元，成为全球最大客机新机交付市场，增材制造行业将有望充分受益中国客机发展市场。 3D打印确保了C919的成功首飞 航天领域为3D打印应用提供了无限空间。从长征五号B运载火箭、“嫦娥”系列到新一代载人飞船和火星探测器，从小到结构支架、发动机零件，大到主承力大底，3D打印的零部件已经通过了地面测试和各项环境考核，为载人空间站、月球和火星探测以及北斗导航等航天重大工程的实施提供了技术支持和保障。按照国家航天局未来将重点推进行星探测、月球探测、载人航天、重型运载火箭、可重复使用天地往返运输系统、国家卫星互联网等重大工程的计划，增材制造技术在该领域将大有可为。 增材制造技术在航天领域将大有可为 END航空航天无疑是金属3D打印发挥作用的重要领域，面向巨大的应用市场，以铂力特、飞而康、钢研极光等为代表的民营企业只是3D打印技术的部分服务商，航空航天系统内部同样拥有各式各样的增材制造生产线。因此，面向航空航天领域，金属3D打印批量化制造将加速发展。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.与航空航天用户绑定，3D打印服务商获发展契机 2.与成飞绑定，能否成就光韵达通宇航空3D打印制造业务？ 3.中国航天科工二院采用3D打印技术在飞行器研制中取得重要里程碑 4.突出3D打印对航天制造的重要性：卢秉恒院士出席中国航天先进制造技术与装备发展论坛

上海复志（Raise3D）是一家位列国际第一阵营、处于高速发展的国际化公司。作为国际一线品牌，公司自主研发3D打印机、切片软件、企业级云平台，并构建了兼容并蓄的行业生态系统。为全球客户提供一站式基于3D打印的柔性化制造方案。 11月1日，Raise3D正式开始向全球交付最新的Pro3系列3D打印机。而在此之前，其Pro2系列已在全球累计销量超过20000台，是全球最畅销的专业级3D打印机之一，用户涵盖SpaceX、NASA、赛峰、特斯拉、好莱坞等一众国际品牌。此系列打印机于2018年发售，将高精度、大尺寸、材料兼容等特点集于一身，售价不到4万元，连续两年荣膺德国All3DP评选的最佳大尺寸打印机大奖。Raise3D公司也凭借这款产品的热销，一举进入全球专业级3D打印设备的前三名。 作为一款中国设计、中国制造的产品，Pro2系列优秀的产品力让它在全球不同的行业扮演着重要的角色。从航空航天，到汽车制造，再到电影创意，Pro2系列逐渐被全球熟知与认可，这背后离不开Raise3D研发夜以继日的辛勤工作。 随着科技不断的发展，3D打印技术被愈来愈多的运用在不同的行业，在一些全球著名的公司里，总是能见到Raise3D Pro2系列的身影。 图 | 波音公司高级可视化和沉浸式发展中心员工向俄克拉荷马州州长Kevin Stitt介绍Pro2 系列打印机 高效定制夹具 Pro2系列助力SpaceX火箭回收 SpaceX火箭一级回收技术是它被人熟知的开始，自2015年首次成功以来，媒体和大众早就习以为常。 作为SpaceX的重要供应商之一，Elite Aerospace负责承担于SpaceX部分航天部件的翻修工作。如何满足SpaceX回收后快速重复发射的商业模式，成为了公司工作的重中之重。由于每次发射的火箭都有迭代，且实际损耗的部位不同，无法提前预知。因此如何快速地定制开发出夹具成为了Elite Aerospace在承接SpaceX的猎鹰火箭翻修任务中最大的挑战之一。 图 | SpaceX Starlink（星链）项目一箭多星示意图 在SpaceX研发人员的推荐下，Elite Aerospace公司开始使用Raise3D的3D打印机来制作夹具。Raise3D 3D打印机具有可支持大尺寸零件打印、高打印精度、高打印效率、耗材兼容性强等优势，为Elite Aerospace公司带来了意外惊喜。在使用Raise3D Pro2系列后，他们不仅达到了SpaceX的交付时间要求，同时也为整个项目节省了数百万美元的经费。 点击图片查看完整案例 精密陶瓷3D打印 Pro2系列助力Safran航空发动机制造 如今主流的陶瓷3D打印技术主要为分层实体制造(简称LOM）；熔融堆积（简称FFF）；形状沉积成型（简称SDM）；立体光刻（简称SLA）；喷墨打印法(简称IJM）。 其中SLA是目前使用最多的工艺生产技术，而在更为常见的FFF技术则受限于高性能陶瓷线材的开发的纳米级工艺标准，目前全球仅有德国BASF和法国创新企业Nanoe有相关产品，且价格较高，因此熔融堆积技术在陶瓷3D打印中所占的市场规模较小，主要被应用在5G精密制造和航空航天两个方向，用户包括航空发动机制造商赛峰公司（Safran）和精密陶瓷芯生产商Avignon Ceramic等。 图 | 正在打印陶瓷材料的Raise3D Pro2设备 Avignon Ceramic是全球知名的高性能陶瓷制品生产企业，公司成立至今已150年，1990年开始引入CIM（陶瓷注射成型技术）。目前生产包括光纤陶瓷插芯，泡沫陶瓷滤芯等高精尖的陶瓷产品。同时，Avignon Ceramic也是赛峰陶瓷产品的供应商，为其生产供应高精尖陶瓷产品。 图 | Avignon Ceramic生产的零件（图片来源：Avignon Ceramic官方网站） 从最初对材料商Nanoe推荐中国品牌的不解，再到被Pro2系列的性能所折服，自选择Raise3D 3年以来，Avignon Ceramic一直保持使用FFF 3D打印技术来进行定制化滤芯生产，尤其是结构复杂又精细的泡沫陶瓷滤芯，其滤芯陶瓷致密度高达99%。得益于3D打印的优势，Avignon Ceramic的产品设计师可以精确设计滤芯的支柱长度和孔径，从而来控制金属熔体的流量以及过滤精度，提高产品的功能性以及确保产品品质的稳定一致。 点击图片查看完整案例 快速原型测试 Pro2系列助力汽车零部件原型设计 据Wohlers2020报告，汽车已经成为3D打印技术最大的应用，超越航空航天、医疗等领域，全球领先的电动汽车制造商特斯拉也加入到这一队伍之中。 特斯拉主要将3D打印技术应用于原型制造中，如之前曝光的从70个不同零件变成只有2个的Model Y新款车底部件，就是使用3D打印进行原型设计的。除了快速，精确的制作原型之外，设计师还可利用3D打印技术拓扑优化生成设计，以提高设计零件的质量和性能。 图 | 特斯拉Model Y新款车底部件 特斯拉对3D打印技术的重视从公司的招募状况也可以看出来，据资料显示，自2020年9月份起，特斯拉开始大量招聘3D打印技术人才。另外，值得一提的是，特斯拉的兄弟公司SpaceX很擅长运用3D打印技术，两家公司也经常互相分享3D打印经验。 继特斯拉美国加州弗里蒙特工厂之后，今年9月，Raise3D也在其上海超级工厂完成了3D打印机的装机与交付。 图 | 特斯拉上海超级工厂 点击查看Pro2系列在汽车原型测试上的应用 大尺寸一体成型 Pro2Plus助力好莱坞特效设计 Steve Wang是一名好莱坞的资深原型师、设计师，曾参与过《X战警:背水一战》、《哥斯拉》、《异形大战铁血战士》等几十部电影，也是暴雪公司Blizzard的长期合作设计师。 图 | Steve Wang与他的作品 自从在暴雪工作室第一次接触到3D打印后，Steve就爱上了这个快速又便捷的数字化生产技术。在之后与合作伙伴创办工作室时，他也毫不犹豫的采购了3D打印机，用于模型设计的原型制作。 图 | Steve…

10月19日，英国航空发动机制造商罗罗公司宣布，其正在通过3D打印技术设计和制造新型UltraFan发动机演示样机的关键结构，该发动机是罗罗未来民用航空发动机的标志性技术，将有助于重新定义未来数十年的可持续航空出行。 此次3D打印制造的结构为尾部轴承座 (TBH)，它是发动机内的关键结构部件，也是将发动机连接到飞机并承载所有相关载荷的两个部件之一。 3D打印制造的尾部轴承座 (TBH) UltraFan发动机演示样机是未来发动机系列的基础，具有增强的核心能力和新的齿轮结构，其效率将比第一代遄达发动机高25%。罗罗子公司ITP Aero使用增材技术为第一台UltraFan演示发动机设计并制造了尾部轴承座，采用自己的设计和制造标准使其能够更好地利用能源和原材料，与当前一代的生产流程相比，其制造成本节省了 25%。 TBH是一种关键结构部件，旨在承受所有操作条件下的负载。它包含支撑风扇轴的部分轴承，而风扇是发动机的主要推进元件。UltraFan TBH的可拆卸消音板也通过3D打印制造，可将涡轮机的声噪降低50%，降噪将成为未来技术的关键驱动力，罗罗计划在2050年实现约65%的降噪目标。 除了尾部轴承座采用3D打印技术之外，UltraFan发动机的中间压缩机壳也采用3D打印制造而成，GKN旗下航空航天公司负责设计和制造了该结构。 3D打印的UltraFan发动机中间压缩机壳 然而，罗罗并未公布3D打印零件的具体尺寸、材料以及打印机信息，但从结构上看，无论是尾部周承座还是中间压缩机壳，都属于多部件集成而来的一体化、大尺寸零件。3D打印在该领域能够发挥重大作用，能够将几十上百个零件合而为一。以GE Catalyst发动机为例，它是世界上第一台采用3D打印组件的涡轮螺旋桨发动机，新型的结构设计因为3D打印降低了制造复杂性，将此前通过传统工艺制造的855个零件经过结构优化减少为12个部件。零件数量的减少极大提高了生产效率，并将发动机的重量减少了5％，燃油效率提高了1％，显示出3D打印集成制造优势。 GE 3D打印的中框结构 传统上，此类部件过去多由多个零件通过焊接、螺栓连接等方式组装而成。如今，工程师通过结构优化，能够将该原来的零件集成在一起，形成一个复杂的单一零件结构，它无法通过传统铸造或机械加工制造，只有3D打印能够实现一体成型。由此产生的结果在于该部件不再需要装配，不仅减轻了重量，更排除了磨损的可能性。 一体化结构实现带来的制造效率和供应链结构优化效应同样非常明显。以GE Catalyst中框组件为例，在传统制造过程中，中框组件的300个零件需要50家供应商提供，然后由至少60名工程师先将其组装成7个组件，再装配成一个部件，维修点达到5处；而通过优化后采用3D打印制造，仅需要1台设备就可实现整个部件的直接制造，最多8名工程师便可实现最终部件的处理，维修点也变成了零件本身。 由此导致的制造效率提升是显而易见的，对于正在研发过程的罗罗UltraFan发动机尤其如此，3D打印将加快其研发速度。关于3D打印的使用以及在UltraFan计划中的作用，ITP Aero技术与工程执行总监表示，“通过对增材制造技术使用完善了我们专注于数字化制造的进程，并使ITP Aero成为更灵活、更有弹性和可持续发展的领导者，我们很自豪能够将这项技术应用于UltraFan等项目。” 铂力特大尺寸演示样件（820×820×400mm） 大尺寸零件的高精度3D打印不仅需要集成化的设计，同样离不开如今新一代的大型3D打印机。目前国际范围内可知的商用机型包括： GE：Concept Laser X Line 2000R，打印尺寸为800 x 400 x 500mm；SLM Solutions：NXG XII 600，打印尺寸为600 x 600 x 600mm；易加三维：EP-M650，打印尺寸为655 x 655 x 800mm；铂力特：BLT-S800，打印尺寸为800 x 800 x 600mm；华曙高科：FS721M，打印尺寸为720 x 420 x 420mm。融合增材制造高柔性设计优势与增材工艺适应性原则，通过整体化设计，集成典型轻量化特征、空间多尺度结构、异性曲面及流道等复杂特征，3D打印能够实现大尺寸部件与局部灵活可动性特征的整体制备。未来，将在航空航天和汽车制造领域发挥重要作用。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.大型零件增材制造整合设计，看GE增材高级设计工程师如何说 2.GE公司的新尝试：采用金属3D打印代替铸造，发现成本更加经济 3.视频回放：如何使用nTopology智能平台助力增材设计 4.增材制造用铜及铜合金材料发展现状概述

铜及铜合金是一类有重要应用的关键材料。由于具有优良的导热、导电、延展、耐腐蚀等特性，铜在航空航天、武器装备某些应用场合是必选材料。在增材制造中，铜材料应用较晚，但近年来呈现快速发展趋势，尤其国防军工领域铜合金增材制造应用不断取得重要进展，更促进了铜材料增材制造的发展。近两年增材制造行业能够明显感受到铜合金需求的增长，不断有新用户着手开发铜合金增材制造应用，材料也从早期易于成型的铸造锡青铜转向纯铜和各类高强高导铜。有研究报告称，2019-2027年期间，全球铜增材制造市场将以51%的年复合增长率增长。尽管当前铜合金打印还存在诸多工艺和材料问题，但可以预见，铜在金属增材制造中将占有一席之地。 2020年按市场分布的铜粉出货量占比（公斤）（来源：SmarTech） 目前许多国外知名增材制造厂家已经将铜材料纳入到自己的产品目录当中。比较有代表性的是EOS在2020年公布了纯Cu和CuCrZr的数据手册，2021年又推出两类材料的AMCM（EOS旗下子公司，生产定制设备，Additive Manufacturing Customized Machine）版本。SLM Solutions陆续上线CuSn10、CuCrZr产品数据，2019年该公司推出兼顾强度和导电导热性的CuNi2SiCr产品，可用于模具和电气领域，成为增材制造铜合金材料中一项重磅产品。材料厂家TLS Technik、m4p、Sandvik、Makin等公司都公布有自己的增材制造铜合金产品。目前增材制造用铜及铜合金材料集中于纯Cu、CuSn10、CuCrZr和CuNi2SiCr，虽然CuNiSn、CuCr、CuCrNb、CuAlFeNi等材料也有相关增材制造研究与应用，但应用程度还不及前四类产品。有研粉末新材料股份有限公司（简称“有研粉材”，股票代码 688456）是国内最大的铜粉供应商，年销售各类铜及铜合金粉末超3万吨，旗下子公司北京康普锡威在国内较早开展了增材制造用铜及铜合金粉末的研究与应用，目前已形成较全系列的增材制造专用铜及铜合金粉末产品，包括纯Cu、CuSn10、CuCrZr、CuNi2SiCr、CuAlFeNi等，在航空航天、模具、电气等领域取得了重要应用。 1、纯Cu 相对于铜合金，纯Cu的优势是其导电和导热性，因为各类铜合金在铜中添加元素后必然会损失导电导热。由于纯铜在常规1064nm波长即所谓红光波长下吸收率较低，不易实现致密，因此纯Cu打印一直是一个难题。目前的解决方法一是利用短波长激光，如TRUMPF的515nm绿光激光设备，另一个是提高功率，如EOS的AMCM设备搭载了1Kw激光器用于纯铜打印。无论是哪种类型设备打印，想要获得高致密度或者说高导电导热纯铜制件都需要原料粉末保持高纯净度的同时还具有更易实现致密化的粉末特性，如粒径分布合理，流动性好，松装密度高等特点。就纯铜粉末制备而言，保持材料高纯度同时保持高球形度是追求目标。 2、CuSn10 CuSn10作为一种铸造锡青铜易于成型，很多涉及铜材料的模型或工艺品打印选用CuSn10材料。CuSn10合金强度较高，耐磨和耐腐蚀性能优良，可以用于制造叶片、齿轮等耐磨零件，但其导电导热性能不高，因此对于有导电或导热要求一般不选用CuSn10。CuSn10属于目前增材制造铜合金材料中的常规产品。 3、CuCrZr 火箭发动机是铜合金的典型应用场景。发动机内衬及相关零部件材料要求极高，一方面由于燃烧室燃烧温度极高（超过3000℃），另一方面高温高压及高速燃气对材料有很强的侵蚀。CuCr合金是一种典型的沉淀强化型铜合金，而Zr元素的加入可以促进Cr相析出，改善析出相分布，同时Zr与Cu形成的铜锆化合物可起到沉淀强化的作用，因此CuCrZr合金力学性能优异，可以用于火箭发动机零部件制造。近年来国内航天单位围绕火箭发动机推力室零件的增材制造开展了较多研究和开发工作，CuCrZr是当前可选材料。值得一提的是，火箭发动机零件用铜合金材料仍在不断更新迭代之中，CuZr、CuCr、CuAgZr、CuCrNb等材料陆续都有应用研究，尤其是美国NASA正在进行增材制造验证的GRcop-42（Cu-4Cr-2Nb at%），有望将火箭发动机燃烧室材料提升至新的等级。 4、CuNi2SiCr SLM Solutions公司于2019年推出CuNi2SiCr铜合金材料产品，该材料是一种可热处理硬化合金，具有高强度以及电导率和导热率的平衡组合，同时合金中包括镍和硅成分，具有很高的耐腐蚀性和耐磨性。CuNi2SiCr本身不是一个新成分，该材料对应美标C18000合金，SLM Solutions公司率先将该材料用于增材制造并开展了材料鉴定和参数验证工作，为增材制造铜合金家族增加了一项重要成员。CuNi2SiCr热处理后的强度明显高于CuCrZr等材料，同时还能保持一定的导热率和导电率，已经能够满足部分模具制造要求和导电件要求，因此在模具和电气领域将有重要应用。 END 相对于如钛、铝、高温合金等产品，铜及铜合金的增材制造还不成熟。EOS自2019年为材料产品引入类似技术储备水平（TRL，Technology Readiness Level）的概念，目前两类铜材料标记为3级，属于验证通过水平，而IN718、AlSi10Mg等产品一般为7-9级。现阶段增材制造已经从模型验证逐渐转向产品制造，增材制造材料将进入根据应用选择或设计材料的阶段，铜及铜合金材料的更新迭代体现更为明显。可以预见随着工艺和材料的不断进步，铜材料的增材制造应用将会提升至一个新的水平。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.铝和钛：航空航天增材制造的绝佳选择 2.Inconel 718：用于增材制造的主力材料 3.延伸率32.4%，无须热等静压，一种专有的铜合金3D打印技术 4.纯铜3D打印工艺的发展：从SLM、3DP、FDM到DLP

随着人类探索深空的脚步不断延伸，航空航天等高性能构件需要在更极端的条件下服役。为了获得更优更强的整体性能、更优更好的行业解决方案，航空航天构件发展向大型化、一体化、复杂化迈进。 金属3D打印实现了相关材料制件的高性能、高精度、复杂结构等成形要求，成形产品在表面特性、几何特性、机械特性等关键指标均处于行业先进水平，具有“大（成形尺寸大）”、“优（优化设计）”、“特（新材料和特殊结构）”、“精（高精度）”的特点。而这些特点在本次航展期间表现的淋漓尽致。本期，3D打印技术参考揭秘展会期间，铂力特所展出的大尺寸3D打印航空航天金属零部件背后的制造密码。 1.支架缩比件 材料：铝合金 尺寸：φ940mm×60mm 重量：36kg 机时：36h 设备：W2520A 技术说明：针对支架尺寸大、轻量化、减振等需求，采用电弧增材制造技术一体打印支架优化结构，并结合减材加工保证产品精度。该支架缩比件直径940mm，在实际生产中，铂力特可打印出直径数米的支架。 该结构具有大幅面的薄壁筋结构，打印时易产生变形，导致尺寸加工余量不足；而且工艺上，成形路径复杂，易产生未熔合，弧坑、裂纹等缺陷，导致性能降低或不达标。针对这些问题，工艺人员提出了具体的解决措施：1.利用基材的尺寸对零件进行刚性约束；2.对零件基材进行适当预热，减少温度梯度；3.对零件结构进行分区，合理规划打印方式减少应力叠加产生的变形；4.打印策略优化，通过分块，分区扫描策略优化。通过以上措施，有效控制了整体变形情况。 2. 发动机集成件 材料：高温合金 尺寸：820mm×820mm×400mm 重量：567kg（零件+基材），27kg（零件） 设备：BLT-S800 机时：175h 技术说明：该产品以航空发动机为基本构型载体，融合增材制造高柔性设计优势与增材工艺适应性原则，通过整体化设计，集成了典型轻量化特征、空间多尺度结构、异性曲面及流道等复杂特征，并实现了大尺寸部件与局部灵活可动性特征的整体制备。 该产品充分体现了增材制造产品的创新性设计理念及BLT大尺寸复杂多特征部件的加工工艺能力，展现了金属3D打印在航空航天领域的集成化、轻量化创新性设计及工程应用方面的突出优势。 3.长征五号缩比模型 材料：钛合金 尺寸：400mm×400mm×1400mm 重量：55Kg（零件+基材）12Kg（零件） 设备：BLT-S500 机时：150h 为庆祝长征五号顺利升空，铂力特以长征五号为灵感，对其外形做相关优化设计，利用BLT-S500一次性打印成功。 技术说明：该模型是在长征五号外轮廓基础上重新设计的优化结构零件，将典型的优化设计结构集合在同一个零件上，具有大尺寸、薄壁等特征。零件总高度1400mm，表面由格栅框架和连续曲面构成，内部附有异形管路，外部带有不同特征舵翼结构。 该零件一体化打印成形，整个零件高1400mm，重量仅有12kg，充分体现了铂力特拥有大尺寸高精度结构突出的实现能力。 4. 动舵面（局部） 材料：高温合金 尺寸：690mm×110mm×48mm 重量：12.5kg 设备：BLT-S600 技术说明：采用SLM工艺整体制造，内部采用点阵结构填充，零件减重的同时满足强度的要求。 5.石油钻探岩密探头 材料：不锈钢 尺寸：Φ90mm×812mm 重量：20.534kg 机时：327h 设备：BLT-S511 技术说明：岩性密度探头尺寸较长且结构不规则，采用增材制造SLM工艺可将探头一次成形，大幅降低后续加工量和加工难度。加工方式的升级，至少可节约60%以上的加工周期以及20%的加工成本。仪器产能可提高60%-70%，探头表面硬度可提高5%-6%，显著提高产品功能和经济效益。 6. 钛合金框 材料：钛合金 尺寸：1200mm×800mm×150mm 重量：45kg 机时：120h 设备：LSF-XA-BLT-VI-003 技术说明：零件为复杂框板结构，基于激光送粉成形技术成形。相比于传统制造工艺，激光送粉打印技术可实现零件生产周期短、生产成本低、材料利用率高等优点。且各项力学性能均符合锻件指标，可达到使用标准，对提升我国高端装备制造技术水平和国际竞争力具有重要战略意义和社会经济效益。 然而，激光同轴送粉打印柜板类大尺寸钛合金并非容易，其存在两个主要难点：其一，打印过程中产生的内应力大，导致零件变形，甚至开裂。其二，打印过程中，非平衡凝固组织的控制及内部冶金缺陷的控制。 针对以上情况，铂力特通过优化激光的扫描策略进行一级打印模型的处理，可实现降低打印过程产生的内应力，降低变形开裂的风险；然后通过优化打印的工艺参数，可控制凝固组织的晶粒形态一级内部的冶金缺陷，结合特定的热处理制度，最终可获得综合力学性能与锻件相当的钛合金零件。 7. 创新设计树 材料：钛合金 尺寸：400mm×400mm×1100mm 重量：2kg 机时：192h 设备：BLT-S500 技术说明：该产品基于功能优先的3D打印优化设计，充分展示了3D打印在集成设计方面的优势：功能优先、集成设计、仿生设计、减重能力、极限结构成形能力等，在航空、航天、汽车等领域的应用有广泛的应用前景。 END 在往期文章中，我们已经证明3D打印技术在我国运载火箭、航天器产品的制造过程中发挥的重要作用，以及航天科技集团旗下多个单位为实践该技术所付出的努力与取得的成果。作为国内仅有的科创板增材制造企业，铂力特是我国航空航天领域强有力的金属3D打印机制造商与服务提供商。 在探索3D打印应用范围广度的同时，铂力特也在探索零件成形尺寸的极限，力求为大尺寸零件提供金属增材制造解决方案。所生产的BLT-S500、BLT-S600等大型SLM设备解决了我国大型航空航天精密复杂构件的生产制造瓶颈问题；BLT-S310型号设备也通过了空中客车公司认证，成为空客A330机型增材制造项目主要设备；2021年，铂力特更是推出了十激光器大幅面金属3D打印机BLT-S800，为支持航天制造提供了更多的可能性。 未来，3D打印技术将更快的推动航空航天产业的发展与进步。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址：延伸阅读： 1.突出3D打印对航天制造的重要性：卢秉恒院士出席中国航天先进制造技术与装备发展论坛 2.“铂”之重器——铂力特推出十激光器BLT-S800 金属3D打印机 3.波音的采购合同——成为大尺寸金属3D打印制造商迈入航空航天领域的第一步 4.铝和钛：航空航天增材制造的绝佳选择

据中国航天科技集团9月24日消息：9月18日，中国航天科技集团有限公司一院与海南省国防科技工业办公室在海南海口联合举办第三届中国航天先进制造技术与装备发展论坛。 中国工程院院士卢秉恒、谭建荣，集团公司首席信息官王国庆等11位院士专家进行交流研讨。值得注意的是，卢院士的名字确实是排在首位的，因此可以看出航天科技集团对增材制造技术的重视程度。 集团公司党组成员、副总经理李洪表示，进入新发展阶段，航天制造要瞄准世界一流，在航天制造技术和航天制造装备上有新突破，在航天制造核心领域实现技术与装备的更新换代；要推动质量效益变革有效落地，以数字航天制造为途径，构建航天核心产品基于模型驱动的全三维全数字的制造体系；要实现航天制造模式转型升级，构建高效协同、开放共享的航天制造新体系，全面支撑航天强国建设战略目标的实现。 卢秉恒院士围绕着“3D打印在航天领域应用的前景”主题分享了他的想法。 近年来，3D打印技术已经在我国运载火箭、航天器产品的制造过程中发挥重要作用，一院211厂、三院159厂、三院31所、五院529厂、六院7103厂等均是该技术应用的典型代表。 2020年5月5日，中国航天科技集团长征五号B运载火箭首飞取得圆满成功，同期航天一院211厂研制的全3D打印芯级捆绑支座顺利通过飞行考核验证。捆绑支座是连接火箭芯级和助推器用于传导助推器巨大推力的关键产品，飞行时承载200余吨集中力。这是航天领域迄今为止集中力承载环境最“恶劣”的3D打印产品，也标志着211厂又一增材制造技术方向实力跃居国内先进行列。 航天五院529厂近年来针对“嫦娥”系列、火星探测器等新一代轻量化航天器发展需求，积极开展3D打印技术的研究与应用，取得了较好的效果。该厂采用3D打印技术制备的星敏支架、斜撑支架、主承力大底结构等产品，如今已经通过了地面测试和各项环境考核，逐步应用于空间站、深空探测航天器、运载火箭。利用3D打印技术，该厂已经完成20多个型号共计500余件产品的交付使用，有力地支撑了型号复杂形状结构产品的快速研制。 珠海航展上的航天产品（来自中国航天报） 航天六院7103厂(西安航天发动机厂)增材制造创新中心近日宣布突破航天液体动力领域3D打印全流程技术，实现了230余种复杂精密构件3D打印成型。其中，90余种构件通过整机热试车考核，30余种构件实现不同批量交付，已应用于长征系列运载火箭50余次发射任务和飞行试验，为我国“祝融号”火星车软着陆、载人空间站、月球探测和北斗导航等航天重大工程的实施提供了技术支持和保障。 在民营航天方面，2020年3月，北京宇航推进科技有限公司自主研制的沧龙一号液氧/LNG液体火箭发动机（CL-1）全尺寸涡轮泵完成装配及交付；2020年12月，零壹空间新型智能火箭姿控动力系统实验取得圆满成功，验证了3D打印技术一体化结构方案的合理性；2021年7月，国内首型使用3D打印技术制造的针栓式电动泵液氧煤油发动机——深蓝航天“星云-M”1号试验火箭完成首次垂直起飞和垂直降落的自由飞行试验，任务圆满成功。 蓝箭航天TQ-12火箭发动机在制造中也采用了3D打印技术 在空间在轨增材制造方面，2020年宇航领域十大科学问题和技术难题发布，面向空间超大型天线结构的在轨增材制造技术与超大型空间光学装置在轨组装和维护技术被纳入其中。这两项技术，均属于空间在轨制造范畴。随着我国空间站逐渐建造完成，中国擎天巨臂”——空间站机械臂将为在轨增材制造创建无限可能。 在航空方面，我国新一代军机普遍使用3D打印技术。从C919民航客机到翼龙无人机、运20大型运输机，再到歼20、歼31等战斗机，3D打印技术的应用覆盖研发到制造的整个过程。有关资料显示，3D打印服务制造商光韵达通宇航空是成飞的外协供应商；而沈飞则已经将该技术的应用达到了规模化的程度。 END 航空航天领域作为工业综合体系的象征之一，也是国家科技与军事的重要体现形式之一，因此世界各主要大国在这一领域的竞争十分激烈，都试图以更快的速度研发出更加先进的航空航天装备，使自己在竞争中处于不败之地。而3D打印技术让高性能金属零部件，尤其是高性能大构建的制造流程大为缩短。无需研发零件制造过程中使用的模具，这样就可以极大地缩短产品研发制造周期。 在未来，3D打印技术在航空航天领域的应用将在逐步完善法律法规与行业标准的基础上，更多以技术渐进式发展的方式推动航空航天产业的进步。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.与航空航天用户绑定，3D打印服务商获发展契机 2.几种主流陶瓷3D打印工艺的关键特点及航空航天应用面临的挑战 3.航空航天领域增材制造四类典型结构及发展趋势 4.系统论述航空航天增材制造3类典型材料及应用挑战

9月2日，光韵达发布消息称其军工业务迅猛增长，全资子公司通宇航空斩获3.37亿元航空采购大单，其中3D打印相关业务达3646.9万元，是公司迄今为止单笔金额最大的订单。基于对航空航天及军工业务未来发展前景的看好，光韵达于2019年收购通宇航空51%的股权，并在2020年完成了剩余49%股权的收购，使通宇航空成为其全资子公司。 通宇航空成立于2013年，业务主要聚焦于航空飞行器零部件开发制造，涵盖航空精密零部件数控加工，工装、模具设计制造，工业级3D打印，航空导管、钣金成型制造等，产品广泛应用于多型号军用飞机、无人机、运输机、导弹、国内民机及波音、空客各类转包的客机、运输机，已获得装备承制单位资格。同时，通宇航空已成为成飞集团核心供应商。 据光韵达2021年半年度报告指出，通宇航空已入驻新都成飞航空产业园，是其航空零部件和3D打印零部件供应商。凭借成熟的生产加工技术、严格的产品质量把控、快捷高效的服务，通宇航空得到客户的高度认可，属于客户优先考虑的外协供应商。 我国新一代军机普遍使用3D打印技术（前瞻网整理），其中歼20由成飞公司生产 与此同时，通宇航空具有相关资质认证或经营许可，已取得国军标质量管理体系认证证书、AS9100D版质量管理体系认证证书、三级保密资格证书、装备承制单位注册证书，能承接航空、军工类业务；技术方面，公司拥有多名核心技术人员，根据客户提供的图纸和数模，数控加工编程方法装夹工艺，技术上具有优势；在航空3D打印技术上，公司已掌握各类金属、非金属等航空零部件的3D打印技术，并通过了成飞集团的装机评审，技术在同行业中处于前列。 因此次合作，通宇航空上半年净利润同比增长超过150%，使光韵达航空航天类业务迅猛增长，成为公司最亮眼的业务，预计全年可以顺利完成承诺的业绩目标，未来将持续保持高速增长。 某型号战斗机的3D打印零件（图文无关），来源：2021增材制造材料创新发展论坛直播 根据国家十四五规划，要求到2027年实现百年建军目标，2035年基本实现国防和军队现代化，军工行业迎来了重要的历史发展机遇。通宇航空紧抓市场机遇，围绕客户需求布局新产品、研发新工艺，从最初的工装业务逐步拓展到具备机加工零件产品、导管、飞机蒙皮类产品；在3D打印应用上，继2021年一季度完成了3D打印航空零部件装机评审后，又不断的开发了多种3D打印航空零部件，未来将大幅提升3D打印航空零部件的业绩。在产能扩张上，公司不断加大投入扩大规模提升产能，全面满足客户需求，通宇航空已入驻成飞产业园，后续公司还将在成都地区建设航空制造基地，进一步扩大规模，提升综合竞争实力。未来军工业务发展前景明确，公司已做好充分准备抓住市场机遇，力争实现跨越式的增长。 翼龙无人机上面的3D打印应用（图文无关），来源：2021增材制造材料创新发展论坛直播 报告指出，在航空制造领域，通宇航空是成飞集团航空零部件和3D打印零部件的优质供应商，得到客户的高度认可。伴随国家国防开支的增长及成飞集团的成长，通宇航空今年订单充足，营业收入及净利润均快速增长。2021年上半年实现营业收入6,415.16万元，同比增长123.61%，净利润2,963.68万元，同比增长152.12%，随着公司对其产能的不断投入，以及3D打印航空零部件的放量，未来通宇航空公司将持续保持快速的增长，获得可观的经济效益。 2018年、2019年及2020年1-2月，通宇航空来自于成飞集团的销售收入占营业收入的比重分别为95.32%、82.96%、96.79%，对成飞集团存在重大依赖，这是由于目前国内军品生产实行合格供应商名录管理制度，终端客户均具有较强的粘性和稳定性，是军工行业的主要特性之一。能够绑定如此优质客户资源，将成为该公司持续发展的根本保障。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.与航空航天用户绑定，3D打印服务商获发展契机 2.波音的采购合同——成为大尺寸金属3D打印制造商迈入航空航天领域的第一步 3.从上市公司铂力特半年度财报，看金属增材制造行业的发展现状 4.2020年全球3D打印市场规模（设备、材料、服务）发展情况