航空装备制造“特种兵”之3D打印

　　在高端装备制造行业，航空装备制造一直以“高逼格”姿态自居，航空装备及零部件加工皆需达到高标准、高水平、高精度要求。3D打印技术在航空航天领域似乎非常受青睐，应用规模迅速增长，笔者将3D打印视作航空装备制造行业的“特种兵”。

　　近日，“特种兵系列”第四部《特种兵之霹雳火》在黄金档热播。“特种兵”，自带主角光环的一个词语，是雄壮威武、刚毅坚强的代名词。笔者“闹洞大开”地认为，3D打印技术其实是具备“特种兵”特征的，它在航空航天领域的应用与发展，尽显神秘与强势。

　　见证航空装备制造的那些3D打印

　　目前，3D打印技术正在快速成熟并实现工业化、商业化，其在航空航天和国防工业领域的应用规模近年来增长迅速。按照销售规模排名，3D打印在航空航天业和国防工业的应用规模占比分别为14.8%和6.6%。

　　笔者首先想要说明的一点是，在技术层面上，3D打印技在航空领域的应用是日趋成熟的，取得了很多新突破。以国内关于3D打印在航空领域应用的最新消息来说，我国首次实现了3D打印技术在转子类零件上的应用，研究成果推广应用到航天发动机其它关键零部件的研制，突破了复杂异型薄壁轴承座、中空薄壁主动冷却喷管与细长薄壁内流道喷嘴等产品的制造技术瓶颈，实现发动机关键结构的快速制造，显著提升了航天发动机综合性能。

　　在此之前，国内的研究团队还成功应用金属材料3D打印技术试制部分航天发动机的关键零部件。虽然改技术距离真正打印整台发动机还有很长的路要走，但中国航天发动机制造由此驶入3D打印的“快车道”。

　　国外研究者同样给力。澳大利亚的研究人员使用3D打印技术制造出喷气式发动机，这是首个全部采用3D打印制造出来的航空发动机。该3D打印发动机是一个燃气涡轮发动机的复制品，是一个用于飞机(如猎鹰20私人飞机)的辅助动力单元。据悉，目前打印了两部发动机，一部在阿瓦隆国际航空展上展示，另一部在法国的图卢兹展出。

　　围观那些趋之若鹜的“入局者”

　　不要以为只有专家、学者在苦心研究，一块市场庞大、前景广阔的大蛋糕，从来不缺乏“入局者”。

　　3D打印技术正在快速成熟并实现工业化、商业化

　　国内企业在3D打印航空领域是极具热情的。例如，今年东航成功将3D打印制造的飞机舱门手柄盖板、飞机座位指示牌等客舱部件配装到全新B777-300ER型客机上执行正常航班飞行，这一创新成果标志着东航成为中国民航首家运用3D打印技术制造飞机部件的航空企业。

　　国内3D打印的“入局者”，必须提及一个人——北京航天航空大学教授、国家技术发明一等奖获得者王华明。他以技术入股，分别与中航重机和南风股份组建合资公司，致力于在中国高端制造领域推广3D打印。

　　国外似乎更喜欢以“组团”方式“入局”。就在本月7日，瑞典三家科研机构联手成立一个以金属3D打印为主题的国家科研机构。该中心旨在加速瑞典金属和工程行业的3D打印研究、教育以及信息传播的步伐。国外还喜欢“洒钱”。英国商务部就宣投资1000万英镑用于发展3D打印技术在航空航天的应用，从竞争中找到改变航空航天技术的“游戏规则”，以帮助英国保持在全球航空市场的最前沿。

　　国内3D打印何时练就“钢铁般水平”

　　军人，都有钢铁般的意志，作为航空装备制造领域的“特种兵”，国内3D打印何时才能练就“钢铁般水平”，又该如何练就?

　　首先必须提高一个令人振奋的国家扶持性政策——工信部等部门联合印发的《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》。《计划》明确提出，要到2016年初步建立较为完善的3D打印产业体系，特别是在航空航天等直接制造领域，中国3D打印技术要达到国际先进水平，在国际市场上占有较大市场份额。这份《计划》及相应的产业扶持政策，让3D打印技术在航空航天领域的产业应用迎来了曙光。

　　中国3D打印产业发展

　　目前，中国在3D打印方面的研究方面处于国际前列，如论文和申请专利的数量处于世界第二。在应用方面，我国工业级设备装机量据全世界第四，但金属打印的商业化设备及国产工业级装备的关键器件还主要依靠进口。工业级3D打印材料的研究刚刚起步，除了个别研发能力强的公司研发了少量材料外，3D打印的材料基本依靠进口。3D打印从质和量两方面对国家战略地位和今后的科技发展都产生重大影响的技术。3D打印技术正处于一个技术的井喷期，产业的起步期，企业的跑马圈地期。

　　因此，中国要做的是抓紧标准研究，3D打印的数据标准可能影响到装备和应用两个方面。在航空件和高端医疗器械方面，要积极研究面对3D打印个性化制造产品准入的标准，以有利于新技术的应用。此外，要加强基础研究，发展原创技术，在3D打印的新材料研发，显著提升打印件的质量和打印效率等方面有创新技术;要建立创新体系，为企业提供核心技术和共性技术;要攻克关键核心器件，打造产业链;要引导金融资本，助推3D打印企业做大做强，形成若干个具备国际竞争规模的企业。