近年来,我国航空航天事业快速发展,增材制造应用不断深化。 2022年注定是中国航天发展不平凡的一年,也是中国航天事业走向世界的一年。航天工业技术的快速进步也离不开制造技术的升级,3D打印技术得到了更好的应用。

到2020年,中国航空航天市场将进入爆发期。该领域迫切需要高强度、轻量化的材料,例如用于发动机和其他部件的铝合金、钛合金和高温合金。
3D打印技术将在航空航天领域不断发展。行业更大的需求在于金属3D打印。原本金属印刷订单比例不足10%,但2020年金属与非金属比例达到2:3。
3D打印航空航天金属零件
增材制造的显着优势
在国家重大任务需求的背景下,中国空间技术研究院对技术的要求越来越高,必须迫切设计下一代先进结构形式,而增材制造是设计复杂结构的最佳技术手段!
三种增材制造技术最明显的应用优势:
一体成型更耐用
- 实现结构一体化,避免焊接要求。美国东部时间2月18日,美国“毅力号”火星车成功登陆火星,为2030年后人类探索火星做准备。火星车上的11个3D打印金属部件将与“毅力号”一起开启火星漫步之旅。其中六个 3D 打印热交换器(棕榈形镍合金板)可保护仪器的关键部件免受高温影响。通过传统的制造工艺,机械加工的热交换器的两个部件需要焊接在一起,但通过3D打印可以避免焊接的需要,并且热交换器可以制造为结构上一体化的部件。
3D打印热交换器内部
- 快速原型验证,缩短了新型航空航天装备的研发周期,而3D打印技术大大缩短了高性能金属零件,特别是高性能大型结构件的制造流程。无需开发零件制造过程中使用的模具,这将大大缩短产品开发和制造周期,并且可以直接从计算机图形数据生成任何形状的零件。
更高的材料利用率
- 提高材料利用率,节省昂贵的战略材料,降低制造成本。航空航天制造领域大多使用昂贵的战略材料,如钛合金、镍基高温合金等难加工金属材料。传统制造方法的材料利用率很低,一般不超过10%,甚至只有2%-5%。 3D打印技术是一种近增材制造技术,只需少量的后续加工即可投入使用,且材料利用率达到60%,有时甚至超过90%。这不仅降低了制造成本,还节省了原材料,并提出了可持续的解决方案。