[启明增材制造]从替换客舱部件到发动机结构,增材制造在民用航空领域正被应用于多种场景。知名行业分析机构VoxelMatters近期推出 《2026航空航天增材制造电子书》,报告中指出,已有许多增材制造公司正在推动该技术在民用航空领域的应用,支撑数十万件适航零部件的量产。
总部位于比利时的 Materialise 是推动增材制造技术实现民用航空终端零部件量产的核心企业。公司投入大量资源完成各类适航认证、积累关键工艺数据,并与航空整机厂商(OEM)、维修检修企业(MRO)、一二级配套供应商及航空设计机构深度合作,充分印证采用增材制造生产航空零部件能够切实优化供应链。
Materialise 已获得航空制造所需的关键认证,包括 EASA 的生产组织批准(POA)和 EN 9100 质量管理认证。公司航空业务以高分子材料增材制造(熔融沉积成型 FDM、选择性激光烧结 SLS 工艺为主)为核心,主打驾驶舱与客舱内饰零部件生产。目前该企业已累计量产超 65 万件可直接装机的 3D 打印零部件,其中每年为空客 A350 机型配套生产 2.6 万件打印件。
该公司在金属增材制造领域也同样活跃。例如,其软件程序 Streamics 和 Magics 已被 Avio Aero 用于喷气发动机涡轮轻量化钛合金叶片的设计与生产。Materialise 还与利勃海尔航空林登贝格公司、波音德国公司和 MTU 航空发动机公司组成联盟,共同开发 3D 打印金属飞机部件的标准化质量保证框架。在金属方面,Materialise 还宣布向 MRO 企业汉莎技术公司供应 3D 打印的钛合金锁扣,以替换一种容易受损的高分子部件。在航空领域,其他与 Materialise 合作通过采用高分子和/或金属增材制造来提高供应链韧性的合作伙伴还包括吉凯恩宇航公司、Stirling Dynamics、Proponent 和 Expleo。
来源:Materialise
德国增材制造公司 EOS 是粉末床熔融(PBF)技术领域的领导者。多年来,EOS 与众多航空终端用户紧密合作,开发出通过设计优化实现轻量化以及小批量、敏捷生产的应用。正如该公司所言,其工业级增材制造系统、已验证的材料、成熟的工艺认证以及对航空航天领域的深厚理解,EOS 已在民用航空领域落地了多款获认证的应用产品。
EOS 的航空合作伙伴包括:
· MTU 航空发动机公司(MTU Aero Engines):这家德国航空发动机制造商已利用 EOS 3D 打印机实现批量化生产,为空客 A320neo 机型的 PurePower PW1100G-JM 齿轮传动涡扇发动机制造孔探仪座(borescope bosses)。
· 利勃海尔(Liebherr):这家德瑞合资制造企业采用 EOS 金属增材制造技术,为空客 A380 开发了高压液压阀块 —— 这是民用航空领域同类产品中的首创。
· 阿提哈德工程技术公司(Etihad Engineering,MRO 企业):双方合作在中东地区开设了首家获 EASA(欧洲航空安全局)认证的航空器零部件 3D 打印工厂。
· AAMC:该机构采用 EOS 3D 打印技术生产航空备件。
此外值得一提的是,Materialise 公司也依托 EOS 的 3D 打印设备与材料(具体为 PA 2241 FR 阻燃尼龙材料),按照空客工艺规范 AIPS 03-07-022 生产激光烧结零部件。
来源: EOS / AAMC
多年来,Stratasys 一直是民用航空领域重要的技术供应商,应用场景覆盖原型制作、工装夹具,以及可直接装机的飞行级零部件。在装机零部件领域,Stratasys 的工业级 FDM 3D 打印机主要用于生产飞机内饰件,配套使用其阻燃型 ULTEM 9085 树脂材料。
Stratasys 的 3D 打印技术已被多家飞机制造商采用,其中包括空客 —— 据报道,目前已有超过 20 万个经认证的 Stratasys 聚合物 3D 打印零部件,在空客 A320、A350 和 A400M 机型上服役。(需要说明的是,A400M 属于军用运输机,因此这 20 万个认证件并非全部归属民用航空范畴,但其中相当大一部分为民用场景。)
Stratasys 的其他合作与布局还包括:向拉脱维亚的AM Craft公司供应生产级设备,用于 3D 打印非结构性飞机内饰件;与英国BAE 系统公司合作,强化其在陆、海、空三大领域的增材制造应用;2020 年与新加坡航空工程公司合作,在当地建立航空 MRO(维修、维修与大修)服务增材制造中心。
去年,Stratasys 为其 F900 机型推出了一系列面向航空航天与国防应用的 AIS 材料体系。这些材料是与波音公司,以及航空航天和国防领域的多家头部企业合作完成工艺认证的。
Colibrium Additive 的前身为 GE Additive,是 GE 航空航天(GE Aerospace)旗下专注于金属增材制造(电子束粉末床熔融 EB-PBF 与激光粉末床熔融 LPBF)的子公司。GE 航空多项增材制造领域的创新成果均由该公司参与打造,其中就包括 GE9X 航空发动机——被誉为“有史以来最大、最强大的商用航空发动机”。
该发动机为双引擎波音 777X 系列设计,配备 19 个 3D 打印燃油喷嘴,燃油效率比其前身 GE90 提高了 10%,并于 2020 年获得美国联邦航空管理局(FAA)认证。
GE 航空在增材制造领域还拥有多项重要里程碑:
2015 年,成为全球首家获得 FAA 批准、将 3D 打印零部件用于商用喷气发动机生产的企业 —— 该零件为压气机进气温度传感器的壳体,装配于波音 777 机型所使用的数百台 GE90-94B 发动机上。
2021 年,GE 航空交付了第 10 万个用于 CFM LEAP 发动机的 3D 打印喷嘴头。
目前,GE 航空在其位于俄亥俄州西切斯特的增材制造技术中心(ATC),部署了 Colibrium Additive 的 M Line 系列设备进行生产。
05
Nikon SLM Solutions
多年来,Nikon SLM Solutions 的选区激光熔化(SLM)技术及航空航天级材料 —— 包括钛合金 TiAl6V4、镍基合金 IN625 和铝合金 AlSi10Mg—— 已被众多航空航天用户所采用。例如,2021 年,赛峰起落架系统公司(Safran Landing Systems)与 SLM Solutions 合作,为一款公务机生产了前起落架部件。该钛合金零件经过增材制造重新设计,实现了 15% 的减重,证明了该技术在飞机结构件生产中的可行性。
近年来,这家金属增材制造企业还与工业技术公司海克斯康(Hexagon)合作,为空客重新设计燃油系统零部件,在重量与燃油效率两方面进行优化。这款燃油气分离器(fuel air separator)由 Nikon SLM NXG XII 600 设备制造,配套应用于空客 A330 飞机的辅助动力装置(APU)供油系统。
该公司金属增材技术的另一航空应用案例来自亚琛工业大学结构力学与轻量化设计研究所(RWTH Aachen SLA)—— 该机构开发了一款多功能机翼段,旨在提升飞机整体运行效率。
来源: Hexagon / Nikon SLM
06
Velo 3D
虽然金属增材制造公司 Velo3D 更侧重于航空航天与国防领域,但其技术也在航空领域找到了用武之地。例如,2020 年,霍尼韦尔航空航天公司(Honeywell Aerospace)与 Velo3D 建立合作关系,对其 Sapphire 3D 打印机进行工艺认证,用于使用 Inconel 材料生产飞机部件。霍尼韦尔之所以选择该技术,核心原因在于 Sapphire 设备能够在无需任何支撑结构的条件下制造复杂金属零件。
正在开发超音速商用客机的 Boom Supersonic 公司也与 Velo3D 合作,为其 XB-1 验证机生产钛合金零件。(Boom Supersonic 还使用了 Stratasys 的F900、450mc 和 F370 用于 XB-1。)
近期,美国国家航空研究所(NIAR)从 Velo3D 采购了一台 Sapphire 1MZ 3D 打印机,用于开发基于性能的金属 3D 打印机体结构件认证方法。
07
Norsk Titanium
挪威企业 Norsk Titanium 是另一家在航空行业站稳脚跟的金属增材制造公司。该公司拥有自主研发的快速等离子沉积(RPD)工艺,适配航空航天级钛合金材料,是商用机身与发动机原始设备制造商(OEM)的一级供应商(Tier 1)。
该公司在航空领域的布局可追溯至多年前。例如 2017 年,Norsk Titanium 获得波音的量产订单,为波音 787 梦想客机生产 3D 打印钛合金结构件。不到一年,这些零件便通过了工艺鉴定;到 2020 年,Norsk Titanium 已开始向意大利南部莱昂纳多集团(Leonardo)的格罗塔列工厂供应该机的 3D 打印零部件。
与此同时,Norsk Titanium 还与空客展开合作,对其 RPD 工艺进行鉴定,以用于飞机结构件的批量生产。这一合作推动空客 A350 的下框架连接件(Lower Frame Fitting)获得了 FAA 认证。该零件已于今年完成首飞,目前正在 Norsk Titanium 位于纽约州普拉茨堡的生产基地进行批量制造。
就在上月,空客与 Norsk Titanium 的合作进一步深化 —— 双方签署了合作与研究协议(CRA),共同推动 RPD 工艺的产业化与工艺鉴定,目标直指高关键度钛合金航空结构件的制造应用。
08
AML3D
尽管 AML3D 的 ARCEMY 系列设备(基于其开放式环境的线材增材制造 WAM 技术)正被海事与国防制造企业广泛采用,该公司同样活跃于航空领域。
2022 年,这家澳大利亚企业启动了 AS9100D:2016 航空航天质量管理体系认证流程,并于 2024 年正式通过认证。彼时,这项认证意味着 AML3D 的 WAM 工艺成为全球仅有的两款获得 AS9100D 认证、可用于制造飞机飞行级零件的定向能量沉积(DED)技术之一。
据 AML3D 介绍,其技术 "能够打印近净成形构件,并兼顾材料性能设计,为航空航天行业带来了数量级级别的材料利用率(buy-to-fly ratio)提升空间"。该公司去年在俄亥俄州斯托市开设的工厂,可为国防、能源、航空航天等多个采用 AML3D 技术的行业提供支持。
更多航空航天3D打印进展请关注2026第五届增材制造创新大会:
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倒计时10天!603所/800所/航天科工/核动力院/成飞/上海电气/吉利研究院/EOS/铂力特/stratasys/西门子/云箭···2026第五届增材制造创新大会
会议时间:2026年7月15-17日
会议地点:浙江 · 宁波
会议规模:500人
指导单位:浙江省增材制造技术学会
承办单位:Flink启明产链
参会、展商请联系:
陈经理
15372666807(微信同号)
内容信息

