金屬增材制造在飛機制造業中的地位日益重要。更短的交付周期、更合適的部件和前所未有的成型自由度，這些都是選擇金屬激光熔融技術的重要依據。如今，該技術在飛機“輕量化結構”和“仿生學”方面的突出表現，讓這一趨勢更加顯而易見：金屬激光增材制造技術正在改變我們的設計思維。在未來的飛機設計中，部件將能夠有針對性地吸收力線，同時又符合輕量化要求，更耐久、節約資源、這將改善當前航空航天業的成本結構。

空客 A350 XWB 的連接件采用3D打印的生產方式，在2014年入圍了“2014 年德國經濟創新獎”的最終評選。評審團的評定意見：這種跨行業的開發形式，徹底改變了飛機構件的制造方式和民用飛機的“輕量化”途徑；2015年12月2日，參與該項目的三位成員在德國柏林舉辦的“2015德國未來獎”中，又被共同授予“最佳團隊”的榮譽稱號，并接受了由德國總統親自頒發的榮譽證書。該項目是由Concept Laser共同參與的。以前，該部件由鋁（Al）材銑削加工而成。現在，它則可以用鈦（Ti）材料打印而成，減重幅度大于 30%。

小批量生產：更快、更靈活且輕量

自由成型和減重是增材制造在航空工業領域長盛不衰的話題。其中“輕量化”特點可有效幫助航空公司在飛機運營中取得更為經濟的效果。固定元件（托架）所能取得的減重效果，將有助于實現更低的燃料消耗，或者提升飛機的裝載能力。設計新的飛機時，需要用到成千上萬個小量制造的 FTI（飛行測試安裝）托架。粉末床選擇性激光融化方法不僅可以幫助設計人員快速生產出新的設計結構，而且生產出的部件重量要比常規的鑄造件或者銑削件輕 30% 以上。 “綠色技術”節約資源 飛機零件在銑削過程中會產生高達 95% 的可回收廢料。而采用激光熔融技術，操作者不僅可得到“接近最終輪廓的部件”，且廢料只有約 5%。尤其對于像鈦這樣的高級且昂貴的飛機制造材料的節約，增材制造技術更具吸引力。無模具的制造方法節約了時間，改善了成本結構，有針對性的能源投入和節約資源是激光熔融技術的一大特點。

更好的性能設計

一般來說，在小量乃至中等數量的生產中，激光熔融技術總能帶來有利的制造成本效應。在飛機制造過程中，若要實現規模效應，每一批次產品生產規模的大小比大批量生產更為重要。而采用激光熔融技術無需高額的鑄模投資成本和模具成本。此外，激光增材制造方法還可提供比常規制造方法更高的造型自由度。像制作凹槽和內部的通道，例如冷卻通道。在航空工業中，飛機制造商已經在考慮用該工藝生產電子設備的冷卻元件和智能的液壓部件。激光熔融技術首次將幾何結構與功能性聯系在一起，依然成為目前最吸人眼球的技術。該技術可以讓部件內的能量通量在 CAD 設計階段就能夠非常精確地確定。總的來說，利用激光熔融技術能夠開發出的安全性部件，比今天的部件更好、更輕且壽命更長。激光增材制造的材料具有更高的強度，雖然延展性較低，但經過正確的熱處理之后，還是可將其重新提升。

備件供應 2.0：及時、分散且“按需供應”

增材制造的無模具化使得分散式的制造網絡將可能興起，這樣將最大化地縮小運輸距離，更重要的是可以縮短供應時間。 其結果是，維護造成的飛機停運時間和檢查時間將縮短。另外一個好處是飛機的飛行服役長達30年，而這期間又不斷地有新的機型研發出來，要保有所有的在役飛機上的備品備件對于倉儲、物流和制造都存在著巨大的浪費。未來，這些倉庫的規模可明顯縮小。不僅減少了資金占用，提高了操作靈活性，更重要的是讓安全性部件更快地投入使用。在航空業都面臨成本壓力的情況下，這具有極大的吸引力。

仿生學設計

采用金屬激光熔融技術可制造出極為精細的結構，甚至是骨狀的，也就是多孔的結構。自然界在數百萬年間優化發展了各種功能原理和輕量化原理，巧妙地將資源投入最小化，這些都是值得效仿的。空客公司目前正在有組織地對這些自然解決方案的適用性進行分析。通過“智能曝光策略”，可以有針對性地往部件投射激光，讓其結構、強度和表面質量達到要求。在考慮了所有相關安全要求的情況下，Concept laser的首批原型體現出了仿生學的巨大潛力。

疲勞強度作為特性參數

目前的技術極限是因表面質量的妥協而產生的，但該質量仍然與鑄造部件的表面質量具有可比性。疲勞強度是飛機結構中高負荷構件的關鍵特性參數。制造過程中必須考慮飛機在極長的壽命周期中（＞30 年）要承受的高負荷。通過隨后的表面處理，例如微噴砂，以及熱處理之后，疲勞強度獲得顯著提高，最終達到了軋制材料的疲勞強度值。

質量是重要的保證

在部件制造過程中，諸如 QMmeltpool、QMcoating、QMatmosphere、QMpowder 和 QMlaser 這樣的質量管理模塊是主要的主動質保工具。它們對激光功率、熔池、金屬粉末的層結構進行測量，并且不間斷監控以及記錄整個制作過程。質量管理模塊的另一個特征是，在封閉系統中工作，以保證監控過程無塵、無污染。這樣可消除對過程可能產生負面影響的所有干擾因素。質量管理模塊讓Concept Laser能夠監控并記錄重要的數據，例如激光參數、熔池特性以及保護氣體的成分。另外，Concept Laser正在開發自己的質保方案，光學相干斷層掃描是其基礎之一。

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