2021.8.3
近年来，增材制造在全球迅速普及，许多国家开始重视增材制造技术。中国在金属增材制造领域也处于世界领先水平。随着技术的不断进步，增材制造已广泛应用于航空航天、模具、汽车等领域。在本指南中，我们解释了什么是增材制造技术，增材制造对航空航天工业的优势，以及增材制造如何帮助航空航天。
增材制造(Additive manufacturing, AM)，又称快速原型制造、快速制造、3D打印技术等，是指在零件三维数据驱动下，基于离散叠加原理直接制造零件的科技体系。
基于不同的分类原则和理解方式，增材制造技术的内涵仍在不断深化，其外延也在不断拓展。增材制造技术不需要传统的工具和夹具和复杂的加工程序。它可以在一台设备上快速、准确地制造出任意复杂形状的零件，从而实现零件的“自由制造”，解决多个复杂结构件的问题。增材制造技术也减少了加工工序，缩短了加工周期，因此增材制造技术适用于结构复杂的零件。增材制造技术将在航空航天工业中发挥巨大作用。
以3D打印制造技术为例。作为信息技术和制造技术的集合体，3 d打印技术可实现无模、快速、全密度的高性能复杂结构金属零件。其力学性能与锻件相当，已成为航空发动机和燃气轮机领域应对技术挑战的最佳新技术途径。
与传统制造技术相比，增材制造技术具有以下潜在优势:
1.低生产成本。对于传统制造来说，产品形状越复杂，制造成本越高。3D打印不会因为产品形状的复杂性增加而消耗更多的时间和成本。对于制造大量形状复杂、追求性能的航空发动机零件来说，3D打印无疑具有优势。
2.适合产品多样化。航空发动机本身是一个“经过测试”的产品，开发过程中需要反复修改设计。传统上，每一轮的改进都需要修改模具，增加制造成本。3D打印不需要为产品的形状修改模具。
3.减少装配和重量。通过拓扑优化设计，3D打印可以打印组合件，减少产品装配，降低产品重量。
4.即时交付。3D打印可以按需打印，大大缩短了航空发动机某些长周期部件的试制周期。
5.传统上，航空发动机的许多部件的制造对操作人员的技能要求很高，甚至出现了单个部件只能由一个人或几个人制造的情况。3D打印从设计文件中获取各种指令来制造同样复杂的产品。欧宝啊app3D打印机对操作技能的要求远低于传统铸造。
6.传统的铸造和锻造一般只能生产比设备小的产品。欧宝啊app3D打印机调试完成后，打印设备可以自由移动，创造出比自己设备更大的产品。
7.与传统的加工和减法制造不同，3D打印制造属于增材制造。传统金属加工大量应用于航空发动机和燃气轮机，加工过程中大量原材料被丢弃，而3D打印的“净形”大大减少了金属制造的浪费量。欧宝官网首页
8.对于传统的航空发动机和燃气涡轮制造方法来说，将不同的材料组合成单一的产品是非常困难的。欧宝官网首页3D打印具有整合不同原材料的能力。欧宝官网首页
让飞机更安全、更轻、更高效。航空航天工业需要质量、可追溯性、经济性和可靠性，并需要优化重量和性能。在成本竞争框架下，增材制造可以实现上述所有指标。
减肥的挑战
使用传统的制造技术，重量优化形状可能过于昂贵或不可能制造。
增材制造可以实现“形状柔化功能”，实现重量优化设计，保证应力分布均衡，从而提高燃油效率和性能。
提高效率的挑战
这款新概念发动机通过提高燃烧温度来提高燃油效率，从而提高了整体效率，但这需要复杂的部件几何形状，比如冷却通道。高温镍基合金和类似合金很难加工，增材制造消除了许多制造障碍。
增材制造提供符合成本、复杂性和性能标准的组件。它还可以通过集成部件减少压气机叶片、扩散器、降噪设备、热交换器等部件的数量和重量，从而对航空发动机的性能产生重要的积极影响。从直升机起落架到仪表外壳，从无人机机身结构到电池箱，增材制造可以为各种旋翼飞机和国防应用提供解决方案。
