小新按：3D打印技术异军突起，占据了各行各业令人难以置信的广泛领域，包括食品、医疗保健、零售商品，现在更是进入了航空航天领域。航空制造业发展主要受制于以下因素：飞机重量、运营成本、环境影响和配载量。3D打印的技术名称又叫添加剂层制造技术（ALM），是一项革命性的新技术，改变了以上所述四个方面。该技术被证明是飞机设计和制造的真正创新。
ALM技术救了空客A350项目
2012年，空中客车小组在首架A350XWB飞机上安装系统时，发现缺少了在飞机系统和结构间可活动的支架，这有可能会导致时间延迟。但幸运的是，当时已有的ALM技术使得工作在期限内圆满完成了。
“我们需要的支架的负载和尺寸都在3D打印机适用的范围内，3D打印技术在当时已经开始商用，只是还没有被空中客车采用，”3D打印项目主管伯夫（Pierre-Alain Boeuf）如是说。该小组当时向空中客车首席执行官法布里斯·布利叶（Fabrice Brégier）推荐了这个想法。
“我们解释说，因为我们已经有了这些支架的3D设计，如果我们买一台足够大的打印机，就可以自己生产了，”伯夫接着说，“法布里斯几乎立刻就批准了预算。”
第一台打印机于2012年4月运抵空中客车工厂，很快就开始生产它的首批部件。生产出来的支架迅速获得了可用于飞行用途的资质，有些甚至安装在用于飞行测试的飞机上。空中客车小组自然非常高兴，因为他们的这个想法从一个建议到真正安装在飞机上仅仅花费了两个月。直至2013年7月，空中客车已经打印了1300个部件，在支架的供应上平均就节省了44天的交期，其它有些部件甚至节省了超过100天，工具的成本和供应上也降低了70%。
“这项技术可完美应用于量少的部件，而且特别适用于设计打样。我们仍在寻找其它有可能应用此项技术的地方，目前看来潜力巨大，”伯夫表示。
两年后，一个使用3D打印技术生产的组件在一架商用空中客车飞机上开始首航。这个小小的塑料部件，安装在加拿大越洋航空公司的A310飞机上，于2月初起飞，成为航材部件产业革命性变革的先驱。
“我们很高兴自己的想法推动了A350XWB项目的发展，但是我必须在全公司范围内强调可以将这项技术扩展至更广泛的工作中去，”伯夫总结说，“3D打印已经为我们节省了许多成本，但它的未来发展空间必将更加广阔。”
ALM技术为飞机制造打开了一扇新的大门。与过去通过切割整块材料来生产部件不同，它的工作原理是从内到外，一层一层制造出航材部件。产品由计算机辅助设计（CAD）而成，由细小的颗粒或融化的塑胶组成，通过层层叠加制造，直到最终形成坚固完整的部件产品。
3D打印技术解除了许多传统生产方法的束缚。传统生产方法使用的昂贵染料、成型工具或模具都不再需要了，再复杂的设计在生产过程中也无需额外花费，因为3D打印技术无论生产简单还是复杂的形状都是同样的制造过程。生产时间从几个月降低至几天，并且可以自由设计，把产品重量降至最轻，但却不会影响其固有强度。
除此之外，无论生产什么组件，ALM技术使用的原材料跟传统的减量加工法比起来都少得多；而且几乎不产生废料，而且还可以再回收利用。
3D打印成果应用于国产客机
中国航空业在3D打印技术上已经走在了前列，多个型号飞机使用了3D打印部件，部分技术已经达到世界领先水平。
有关资料显示，从2001年起，我国开始重点发展以钛合金结构件激光快速成型技术为主的激光3D打印技术。中国首款舰载机歼-15的总设计师孙聪此前接受媒体采访时曾透露，钛合金和M100钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。其中于2012年10月至11月首飞成功的机型，广泛使用了3D打印技术制造钛合金主承力部分，包括整个前起落架。目前，我国成为世界上继美国之后第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成型技术的国家。
此外，中航工业西飞率先开展“3D打印技术在精密铸造领域应用”项目研究，力争以此促进西飞精密铸造技术转型升级。西飞研发团队，重点针对精铸件制造、工装毛坯提供和设计工艺性验证三个方面进行研发应用。研发团队将逆向工程技术、3D打印、精密铸造和数字化测量有机结合，打通了以三维技术为核心的数字化制造链条，并成功将项目研发成果应用于多款国产飞机产品中，进行了30余项精铸件制造，完成了近3000项工装毛坯的制造，尤其在大型飞机工装制造领域发挥了重要作用，有效降低了试制周期和试制成本。
有关专家认为，3D打印技术短时间还无法完全代替传统加工制造业。“以激光3D打印技术来说，它比较适合高性能的昂贵部件，别的手段做不出来的零部件。”
谈到3D打印的未来，空客机舱设计师巴斯蒂安·谢弗（Bastian Schafer）有着他的规划。这位设计师过去两年来一直致力于一款概念飞机，这架飞机将完全由一台有飞机库那样大的巨型3D打印机打造。这听起来像痴人说梦，因为如今最大的3D打印机不过餐桌那么大，但谢弗表示，到2050年左右空客要用3D打印技术造出整架飞机。
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3D打印与飞机制造
3D打印技术最初发展于上世纪80年代，从2010年开始在商业方面得到了广泛使用。目前3D打印技术在飞机的设计、制造和维护全过程中都得到有效应用。在研制阶段，可以通过3D打印技术制造其等比例模型;而在制造阶段，3D打印技术可用于加工制造关键零部件;在维修过程中，可通过3D打印技术，用同一材料将缺损部位修补成完整形状，修复后的零件性能不受影响，大大节约了时间和金钱。
目前的3D打印技术通常分为4类，包括固化成形技术、叠层实体制造技术、熔融沉积造型技术和激光烧结技术。航空制造领域最前沿的3D打印技术当属高性能金属构件激光成型技术，该技术是以合金粉末为原料，通过激光熔化逐层堆积，从零件数模一步完成高性能大型复杂构件的成型。其优势在于能够制造出采用传统铸造和机械加工方法难以获得的复杂结构件，且很少或几乎没有材料浪费。
（文章来源：中国商飞公司新闻中心 《中国大飞机》报2014年第32期4版）
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