行业D打印航天产业大观览

不需要模具也能制造结构复杂的构件？电脑里的 D模型能直接 打印 出实实在在的物品？这个物品不只是金属工具或是汽车，它可能是一架飞机，甚至于航天器。在航天领域，正在让科学幻想变为现实。

D打印的学名为 增材制造 ，用这种工艺加工金属元件不同于传统的 先铸造、后机加 的模式；而是利用 离散-堆积 材料的原理，基于元件的三维数学模型，从无到有逐层堆积材料，实现完整金属部件的直接制造。

随着市场竞争日趋激烈，新一代的航天飞行器不断向高性能、高可靠性、长寿命、低成本的方向发展。目前，电弧增材制造(Wire and Arc Additive Manufacturing, WAAM)技术成本低、效率高，更符合 D打印金属构件应用于生产的需求。

这种加工技术先熔化金属丝材，之后按CAD三维模型逐层沉积金属液，直接制造出接近产品设计尺寸要求的立体金属构件，从而省去了铸造前制作模具的过程，大大降低了产品的生产成本。同时，用电弧作为熔化金属的热源，使得金属丝材熔化后沉积率高达 ～4kg/h，即现在通过2~ 天的金属堆积就可以打印成型的产品外壳，以往需要一个月左右才能生产出来。

相较于激光熔化成形增材制造所需的动辄几百万的激光机，电弧增材制造对生产设备的要求要低很多，而且，其设备处于开放空间，更适合制造大型工件。 低成本、高效率，总成本比激光选区激光熔化(SLM)降低50%以上，这对大型构件的低成本制造具有特别的意义。

其实，自20世纪60年代末开始研究的电弧增材制造技术已在德国、瑞士等多家制造企业得到应用。例如企业管理杂志让他火烧眉毛的想跳上驾驶室体验驾驶的感触感染。，英国著名武器制造商(BAE系统公司)打印出的大尺寸炮弹(直径155毫米)，世界第三大飞机制造商庞巴迪公司的飞机起落架支撑外翼等等产品；而国内相关的技术研究也蹒跚起步。

目前，航天2 9厂联合华中科技大学科研团队，以变形铝合金异型结构产品为研究对象卡特彼勒会帮助其安排全职的工作，掌握电弧增材制造成形工艺等关键技术，获得优化的电弧增材制造成形工艺规范，实现复杂异型变形铝合金结构的电弧增材制造。

未来拓宽电弧增材制造可使用的金属材料范围，打印出多种金属复合的工件，同时提高产品的尺寸精度与性能是我们的研究方向 ，为应对在航空航天领域更广泛的应用，联合研制团队已有了进一步的规划。

电弧增材制造技术的研究工作还在继续，它在促进先进制造技术发展的同时，也使结构设计的思想得到解放和提升，这两者的相互促进必将对未来飞行器制造技术领域造成深刻影响。