以SLM技术为代表的金属增材制造（3D打印）正逐步加大在航空航天应用
金属增材制造 SLM、EBM、LENS 技术正逐步加大在航空航天领域的应用。应用到航空航天制造领域的金属增材制造技术，按工艺类型主要可分为: 激光选区熔化(SLM)，电子束选区熔化(EBM)，激光近净成形(LENS)等，这三项技术在航空航天制造中都有很多应用。其中，SLM 技术是近年快速发展的新型金属增材制造技术，在整体化航空航天复杂零件等领域具有广泛应用前景。目前，欧美发达国家尤其是美国在 SLM 的设备研发、软件开发、粉末原材料制备、工艺优化及质量监测等方面处于领先地位。此外，3D 打印市场近几年最大的转变是市场从塑料打印转向金属打印。2017至2018年间，一项3D打印行业调查显示，尽管塑料仍然是最常见的物料，但塑料打印在 3D打印领域的占比仅一年已从88%下滑至 65%，而金属打印的占比从 28%增至 36%，按该比率计算，金属似乎有可能取代塑料，且最快于 2020或 2021年占据过半 3D 打印市场。
当今各国在航天航空领域对SLM 技术的应用
资料来源：公开资料
航空航天领域正逐步加大对增材制造的应用，以 GE 布局及收购进程尤为典型。GE 公司从 2010 年开始布局增材制造技术，通过不断并购实现从增材制造的用户方到服务提供方的转变。如上文所述，金属增材制造的工艺特点使其可打印内部结构轻量化的复杂部组件，减重特性下亦吸引国际航空巨头 GE 公司进入该市场。据铂力特招股书，以燃油喷嘴为例，采用 3D 打印技术比传统生产将零部件数量从 20 个降为 3 个，重量减少 25%，使用寿命延长到 5 倍，燃油效率也大大提升。GE于 2015 年 4 月获得了其首个增材制造零件的联邦航空管理局（FAA）认证，其喷气发动机 LEAP-1C 被誉为‚革命性推进系统‛。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巨头，在航空发动机领域实现了增材制造零部件的规模化应用。据 GE2016 年年报，这两次收购使得 GE 在增材制造设备市场占据了 20%的份额，‚我们相信增材制造的长期市场潜力是巨大的，大约有 750 亿美元，我们计划到 2020 年在附加设备和服务方面，从现在 3 亿美元发展到 10 亿美元收入…在未来十年，增材制造可以使通用电气的产品成本减少 30 亿至 50 亿美元，并创造新的性能…我们 Advanced Turboprop 是第一个充分利用增材工具的航空产品，减少了 30%的零件并将其‘cycletime’缩短 50%。 据 GE2018‛年年报，GE 已经为 CFM LEAP 发动机（也是我国 C919 飞机选用的发动机）使用增材制造技术生产了超过 30000 个燃料喷嘴头，仅在2018 年一年中就交付了 1100 多个，未来 3D 打印技术还将在 GE9X、Catalyst 涡轮螺旋桨发动机和 T901 等型号上实现更大规模的应用。
航空巨头GE 公司看好增材制造发展
资料来源：GE
航空巨头GE 公司近年主动布局专业级增材制造
资料来源：GE
3D 打印技术在民用航空领域同样备受关注。波音、空客、GE 将其作为战略性技术之一进行攻克，并已开展布局建设。我国 3D 打印技术虽然起步较晚，但也取得了辉煌的成就。中国商飞设计制造的国产大飞机 C919 在设计过程中也大量采用了3D 打印技术制造的钛合金技术部件。3D 打印在民用航空航天市场的应用不仅体现在制造领域，也体现在机务维修方面。3D 打印发动机零部件的出现解决了发动机维修所需备件的采购难题。利用 3D 打印技术可以方便快捷地制造出所需的零备件，解决了航空发动机维修企业采用传统方法短时间内无法满足设备、工艺等基础条件的难题，大大缩短了维修周期。在机务维修领域，会接触到很多外形结构复杂的异形零件，在高空的极端环境下，可能发生结构的形变，这时候可以利用 3D 打印制造出同样零件进行对比、测量判定磨损或者腐蚀情况，从而确定该零部件是否需要更换。
