金属增材制造在飞机制造业中的地位日益重要。更短的交付周期、更合适的部件和前所未有的成型自由度，这些都是选择金属激光熔融技术的重要依据。如今，该技术在飞机“轻量化结构”和“仿生学”方面的突出表现，让这一趋势更加显而易见：金属激光增材制造技术正在改变我们的设计思维。在未来的飞机设计中，部件将能够有针对性地吸收力线，同时又符合轻量化要求，更耐久、节约资源、这将改善当前航空航天业的成本结构。

空客 A350 XWB 的连接件采用3D打印的生产方式，在2014年入围了“2014 年德国经济创新奖”的最终评选。评审团的评定意见：这种跨行业的开发形式，彻底改变了飞机构件的制造方式和民用飞机的“轻量化”途径；2015年12月2日，参与该项目的三位成员在德国柏林举办的“2015德国未来奖”中，又被共同授予“最佳团队”的荣誉称号，并接受了由德国总统亲自颁发的荣誉证书。该项目是由Concept Laser共同参与的。以前，该部件由铝（Al）材铣削加工而成。现在，它则可以用钛（Ti）材料打印而成，减重幅度大于 30%。

小批量生产：更快、更灵活且轻量

自由成型和减重是增材制造在航空工业领域长盛不衰的话题。其中“轻量化”特点可有效帮助航空公司在飞机运营中取得更为经济的效果。固定元件（托架）所能取得的减重效果，将有助于实现更低的燃料消耗，或者提升飞机的装载能力。设计新的飞机时，需要用到成千上万个小量制造的 FTI（飞行测试安装）托架。粉末床选择性激光融化方法不仅可以帮助设计人员快速生产出新的设计结构，而且生产出的部件重量要比常规的铸造件或者铣削件轻 30% 以上。 “绿色技术”节约资源 飞机零件在铣削过程中会产生高达 95% 的可回收废料。而采用激光熔融技术，操作者不仅可得到“接近最终轮廓的部件”，且废料只有约 5%。尤其对于像钛这样的高级且昂贵的飞机制造材料的节约，增材制造技术更具吸引力。无模具的制造方法节约了时间，改善了成本结构，有针对性的能源投入和节约资源是激光熔融技术的一大特点。

更好的性能设计

一般来说，在小量乃至中等数量的生产中，激光熔融技术总能带来有利的制造成本效应。在飞机制造过程中，若要实现规模效应，每一批次产品生产规模的大小比大批量生产更为重要。而采用激光熔融技术无需高额的铸模投资成本和模具成本。此外，激光增材制造方法还可提供比常规制造方法更高的造型自由度。像制作凹槽和内部的通道，例如冷却通道。在航空工业中，飞机制造商已经在考虑用该工艺生产电子设备的冷却元件和智能的液压部件。激光熔融技术首次将几何结构与功能性联系在一起，依然成为目前最吸人眼球的技术。该技术可以让部件内的能量通量在 CAD 设计阶段就能够非常精确地确定。总的来说，利用激光熔融技术能够开发出的安全性部件，比今天的部件更好、更轻且寿命更长。激光增材制造的材料具有更高的强度，虽然延展性较低，但经过正确的热处理之后，还是可将其重新提升。

备件供应 2.0：及时、分散且“按需供应”

增材制造的无模具化使得分散式的制造网络将可能兴起，这样将最大化地缩小运输距离，更重要的是可以缩短供应时间。 其结果是，维护造成的飞机停运时间和检查时间将缩短。另外一个好处是飞机的飞行服役长达30年，而这期间又不断地有新的机型研发出来，要保有所有的在役飞机上的备品备件对于仓储、物流和制造都存在着巨大的浪费。未来，这些仓库的规模可明显缩小。不仅减少了资金占用，提高了操作灵活性，更重要的是让安全性部件更快地投入使用。在航空业都面临成本压力的情况下，这具有极大的吸引力。

仿生学设计

采用金属激光熔融技术可制造出极为精细的结构，甚至是骨状的，也就是多孔的结构。自然界在数百万年间优化发展了各种功能原理和轻量化原理，巧妙地将资源投入最小化，这些都是值得效仿的。空客公司目前正在有组织地对这些自然解决方案的适用性进行分析。通过“智能曝光策略”，可以有针对性地往部件投射激光，让其结构、强度和表面质量达到要求。在考虑了所有相关安全要求的情况下，Concept laser的首批原型体现出了仿生学的巨大潜力。

疲劳强度作为特性参数

目前的技术极限是因表面质量的妥协而产生的，但该质量仍然与铸造部件的表面质量具有可比性。疲劳强度是飞机结构中高负荷构件的关键特性参数。制造过程中必须考虑飞机在极长的寿命周期中（＞30 年）要承受的高负荷。通过随后的表面处理，例如微喷砂，以及热处理之后，疲劳强度获得显著提高，最终达到了轧制材料的疲劳强度值。

质量是重要的保证

在部件制造过程中，诸如 QMmeltpool、QMcoating、QMatmosphere、QMpowder 和 QMlaser 这样的质量管理模块是主要的主动质保工具。它们对激光功率、熔池、金属粉末的层结构进行测量，并且不间断监控以及记录整个制作过程。质量管理模块的另一个特征是，在封闭系统中工作，以保证监控过程无尘、无污染。这样可消除对过程可能产生负面影响的所有干扰因素。质量管理模块让Concept Laser能够监控并记录重要的数据，例如激光参数、熔池特性以及保护气体的成分。另外，Concept Laser正在开发自己的质保方案，光学相干断层扫描是其基础之一。

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