Stratasys：航空航天业增材制造趋势白皮书（10页）.pdf

1、白皮书航空航天业增材制造趋势引领时代白皮书2航空航天是一个特殊的行业，其它行业往往可以从它身上预见未来的发展趋势。长久以来，航空航天业一直扮演着早期采用者、创新者和研究者的角色。该行业数十年前采用的技术如今已广泛普及，进入寻常百姓家。例如，航空航天业是最早采用碳纤维的行业，同时也是第一个将 CAD/CAM 整合到设计流程中的行业。这样的例子还有很多，它们说明了航空航天业的趋势终将成为所有行业未来的制造趋势。航空航天业增材制造趋势白皮书3实施概述经济学家将使用 3D 打印技术的增材制造称为第三次工业革命。除 21 世纪外，所有不连续创新都遵循相同的采用曲线。如今，随着实施速度的加快，指数型技术和

2、数字连通性正带来颠覆性创新和更陡峭的采用曲线。增材制造作为一种颠覆性创新，现已为航空制造做好了准备。增材制造是小批量和定制化生产的理想之选，实现了一种全新的迭代设计-构建流程，与几年前相比，其可在短时间内以更低成本生产出重量更轻的完整产品。拓宽探索前沿除原型制作之外，航空航天领域的革新者正在采纳增材制造技术，以积极拓展增材制造的新应用案例。一些领先的航空航天业制造商已在使用这项技术为小型飞机和无人机的轻质机翼组件制造夹具和治具、生产模具和终端零件。航空航天业的创新正在加速，推动了组件/产品层面的理解前沿，包括制造操作、重新思考供应链以及某些情况下的商业模式。现在，零件可以创建复杂的几何图形和形

3、状，而在许多案例中，这类几何图形和形状无法以其他方式创建。航空航天领域的小批量生产使得增材制造成为一种极具吸引力的低成本替代方案，可取代小规模零件和成品组件使用的传统 CNC 加工和其他模具工艺。仪表(Kelly Manufacturing)、风管(Taylor Deal)和翼展(Aurora)的成品零件如今已在商用、军用飞机和无人机上使用。增材制造带来了全新的设计自由度，鼓励通过简明设计实现更简洁、成本更低的设计和组装。对执着于使用 CNC 加工、铝铸件和注塑成型生产原型、模具和定制零件的落后者，增材制造构成了竞争威胁。增材制造完全不受复杂程度的限制。SelectTech 从无人机试飞损坏中

4、吸取经验。航空航天业增材制造趋势白皮书4实施障碍和现状尽管该技术引起了广泛的兴趣，但当前实施新制造模式的最大障碍来自内部，这一新模式打破了人们当前的观念，包括可实现的一切功能以及对现有模具和制造方法的重新思考。现有人工流程和行为难以改变，没有传统工厂的制造业如今看来是不切实际的概念。然而，我们观察到，该技术在特定应用和行业（如航空航天）正被加速采用，随着设计师和工程师不断拓宽探索前沿，该技术也开始广泛应用。航空航天领域的一些 OEM 和供应商难以释放投资资本和资源，以学习并采用新的设计和制造技术，因为他们被限定在季度驱动的收入周期和预算之中。然而，在采用增材制造的情况下，每一次成功都会提升该技

5、术在相关流程中的采用程度，从而提高竞争力、信心和竞争灵活性。采用模式和实施结果十分明确；增材制造正加速航空航天制造业的变革，企业应接受并学习利用这一技术。NASA 的火星车配备了 70 个增材制造零件。航空航天业增材制造趋势白皮书5以更安全的方式降低成本和重量航空航天领域的创新制造商希望降低成本和重量，提升经济性和设计美学，同时遵守严格的 FAA 法规和合规标准。随着打印仓尺寸的扩大和 3D 打印材料种类的增加，增材制造中的 3D 打印零件类型和规模也在增加。对于航空航天业，轻量、阻燃和耐化学腐蚀的 3D 打印材料是实现更广泛应用的关键。对于机身结构性零件，具有耐极端温度能力和承受重力强度的抗

6、断裂材料的应用范围正在扩大。制造工艺3D 打印技术在航空航天领域的应用时间长达 20 年，非常适合原型制作和概念测试。在设计和原型制作之外，有许多利用增材制造技术定制生产工具的机会。模具旋转翼和固定翼维修专家 Advanced Composite Structures(ACS)使用复合材料零件进行小批量部件制造。这项工作需要用到铺层模具、心轴、模芯和钻孔导向器。如果使用 CNC 加工这些工具，ACS 就要花费数月时间和数千美元。一旦需要修改，成本就会上升，延迟也会增长。ACS 已采用了增材制造技术，并用其解决几乎所有复合材料模具的需求。铺层模具平均只需 400 美元，24 小时即可使用，这意味