3d打印机在航空航天领域的应用带来了哪些改变？

航空工业应用的3D打印主要集中在钛合金、铝锂合金、超高强度钢、高温合金等材料加工上。这些材料具有强度高、化学性质稳定、不易成型加工、传统加工工艺成本高等特点。在3D打印技术方面，SLM（选择性激光熔化）主要用于航空领域。、EBM(电子束熔化)、DMLS(直接金属激光烧结)等技术形式。

随着3D打印机的技术已成为提高航空航天器设计制造能力的关键技术，其在航空航天领域的应用范围不断扩大，从零部件扩展到整机制造。目前，国内外企业和研究机构不仅使用3D打印飞机、导弹、卫星、载人和货船零部件，还打印发动机、无人机、微型卫星等航空航天领域，在成本、周期、重量等方面取得显著效益，充分展示了3D打印机的技术在该领域的应用前景。

1、缩短新航空航天设备研发周期

航空航天领域作为工业综合体系的象征之一，也是国家科技和军事的重要体现形式之一。因此，世界各大国在这一领域的竞争非常激烈，他们都试图以更快的速度开发出更先进的航空航天设备，使自己在竞争中立于不败之地。

金属3D打印机技术大大缩短了高性能金属零部件，特别是高性能大型建筑的制造过程。零部件制造过程中使用的模具不需要开发，可以大大缩短产品研发制造周期。

2、提高战略材料利用率，降低制造成本

航空航天制造领域所需的重要部件都需要昂贵的战略材料，如钛合金、镍基高温合金等难加工的金属材料，因此提高材料利用率，降低制造成本尤为重要。在提高材料使用效率方面，传统的制造方法对材料的利用率很低，一般不超过2%-5%。

材料的巨大浪费意味着加工过程复杂，生产周期长。如果是难以加工的技术部件，加工周期会大大增加，制造周期会大大延长，导致制造成本增加。3D打印机只需少量后续处理即可投入使用，材料利用率达到60%，有的甚至达到90%以上，可以降低制造成本，节约原材料。3D打印机技术的应用有效地降低了航空航天部件的制造成本。

3、优化零部件结构，减轻重量，提高使用寿命

对于航空航天武器装备来说，减轻重量不仅意味着可以增加飞行装备在飞行过程中的操作灵活性，还可以增加有效的负荷重量，节省燃料，降低飞行成本。传统的制造方法已经将零件减肥发挥很好了，但工业级3D打印机技术的应用可以优化复杂零件的结构。

通过将复杂的结构转换为简单的结构，可以在保证性能的前提下进一步减轻零件的重量。根据计算，飞机的重量每减少一磅，航空公司每年节省1.1万加仑的燃料。同时，通过优化零件结构，3D打印机技术可以合理地分布零件的应力，降低疲劳裂纹的风险，从而提高零件的使用寿命。

4、便于零件修复成型

由于飞机和其他飞机的平均寿命可以达到20到30年，火箭和其他航天器也经历了从一次性使用到多次重用的历史变化，因此在航空航天器的全寿命运行中涉及到维护、维护和大修成本控制的重要性越来越突出。

除生产制造外，金属3D打印机技术在修复成型中的应用价值和潜力甚至高于制造本身，主要表现在现场维护、生产零件和处理零件的金属损伤上。3D打印机技术在现场维护和生产零部件时，正在深刻地改变航空航天零部件的仓储和运输理念。过去，备件通常需要从当地或海外运输，并占据大量库存。