2019年3D打印行业在航空领域的应用现状及市场前景分析

一、航空行业发展现状调研

——立鼎产业研究中心发布的《2019年版中国3D打印行业发展现状分析及前景趋势预测研究报告》研究显示：我国民航飞机人均保有量较低，存在较大提升空间。根据中航工业发展研究中心的统计，截至到2017 年底，我国民用航空共有运输飞机3296架（+11.7%），其中客机3148 架、占比达95.5%；货机148 架，占比约4.5%。运输飞机的保有量与人均GDP密切相关，2017 年全球主要国家每百万人均民用运输飞机保有量3.8 架，而中国百万人均仅2.4架，随着经济的持续增长，中国人均运输飞机的保有量将继续提高。

民用运输飞机保有量成熟曲线

资料来源：中航工业发展研究中心，立鼎产业研究中心

预计未来20 年我国民航客机总需求将超过6000架。据中航工业发展研究中心的预测，2018-2037 年中国航空运输客运周转量(RPK)年均增长率将达6.2%，到2037 年客运周转量将达到3.2 万亿人公里。为满足运量增长需要，预计到2037 年我国客运机队规模达7286 架，其中大型喷气飞机6235 架，支线飞机1051 架。

——我国军机已迎来加速升级列装的黄金发展期，航空机电产业将充分受益。机电系统作为战机的核心配套，将充分受益于新机型的加速列装和老旧机型的更新换代。

从总体数量看，我国军机数量仅为美国的23%，补短板列装需求强烈。根据《WorldAirForces 2018》数据，我国各军队拥有的军用飞机总数3081 架，相比较而言，美国军用飞机数量遥遥领先，达到了13407 架，（www.leadingir.com）相当于中国4.4 倍。与美国相比，我国各类军机在数量上都有很大差距，尤其在武装直升机领域。

与美国相比，我国各类军机在数量上均有明显的差距

资料来源：《World Air Forces 2018》，立鼎产业研究中心

二、3D打印在航空领域应用

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方面，这些材料基本都是强度高，化学性质稳定，不易成型加工，传统加工工艺成本高昂的类型。3D 打印中的 SLM 技术、EBM 技术、DMLS 技术等在航空领域应用较多。

与消费行业不同，航空航天工业越来越多地采用 3D 打印快速成型技术，主要原因之一是为了降低飞机零部件的制造费用。由于飞机上许多零件形状复杂，用传统方式制造成本很高。波音公司已经广泛的利用 3D 打印技术，波音 787 梦幻飞机上有 30 个打印的零件，这本身是一个行业记录。2017年，波音公司宣布聘请挪威金属3D 打印公司 Norsk Titanium AS，负责为波音 787Dreamliner 飞机打印钛合金部件，以期将每架波音 787 Dreamliner 飞机的每架制造成本节省 200～300 万美元。

波音飞机机型与零部件数量图

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

航空航天行业加大增材制造技术的投入力度的另一个主要原因是飞机轻量化要求。根据计算飞机每减少 1 磅，航空公司每年节省的燃油达11,000 加仑。2016 年，GE 公司成功收购瑞典 Arcam 公司和德国 Concept Laser 公司，成为金属增材制造领域的佼佼者，并在航空发动机领域实现了增材制造零部件的规模化应用。美国 GE 公司应用 3D 打印技术生产的喷气发动机 LEAP-1C 已获得联邦航空局（FAA）和欧洲航空安全协会（EASA）的批准，该发动机被誉为“革命性推进系统”。此外，通用电气（GE）还投资了 5000 万美元到 3D 打印上，以期开发下一代的 LEAP 引擎的燃油喷嘴。

3D打印高压压气机传感器外壳

资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心

除了应用于复杂零部件的直接快速制造，3D 打印技术还可用于航空航天装备零部件的快速修复。在航空航天领域，许多重大装备造价高昂，如果在试用中出现零部件损坏或尺寸性能不符合要求，将造成重大经济损失。在这种情况下，可以利用3D打印制造工艺来修复零部件的误加工或破损部分，以延长装备的试用寿命。航空航天行业是典型的需要用也用的起 3D 打印技术的行业。

近年来我国飞机制造行业取得重大突破，随着 C919 客机的下线， 未来在中国本土制造的飞机数量有望大大增加3D打印技术 将获得更广阔的发展空间 。