航空航天和国防（A&D）行业是利用增材制造（通常称为3D打印）的一个很好的例子，具有明确的价值主张，能够制造出比使用传统制造的零件更坚固、更轻的零件。

本文概述了3D打印在航空航天工业中的应用。它将讨论飞机所用零件的设计要求，并给出常见的航空航天应用的设计建议。一系列流行的3D打印材料适用于航空航天行业将在本文提供给您。

航空航天中常见的3D打印用例

1. 夹具&固定装置

对于一些更普通的3D打印应用，包括夹具和夹具制作，有很大的好处。每架飞机都有数百个3D打印的夹具、导轨、模板和量规，与其他制造工艺相比，成本和交付周期通常降低60%至90%。

2. 替代部件

替代部件是整个生产过程中使用的占位符零件，代表稍后安装在最终装配中的组件。替代部件主要用于训练。

3. 安装支架

3D打印通常用于制造将复杂救生系统安装到飞机内壁的结构、低体积金属支架（带DMSL/SLM）。

4. 高细节视觉原型

使用材料喷射的3D打印能够产生表面光洁度可与注塑相比的多色设计。这些具有视觉吸引力的模型允许设计师在做出生产决策之前更好地了解零件的形状和配合。

这种高度精确的原型制作方法也是空气动力学测试和分析的理想方法，因为能够实现的表面光洁度通常代表最终零件。

3D打印通常用于制造依赖于美观而非功能的航空航天部件，如控制车轮的门把手和灯壳以及完整的内部仪表板设计。

制造注意事项

1. 几何设计自由

航空航天应用利用先进的工程材料和复杂的几何结构，试图减轻重量，同时提高性能。航空航天零件通常包括用于随形冷却的内部通道、内部特征、薄壁和复杂曲面。

3D 打印能够制造此类特征，而且它允许制造具有高稳定性的高复杂和轻量级的结构。这种高度的设计自由度可以实现零件的拓扑优化以及将功能特征集成到单个组件中。此外，某些3D打印技术，如SLS、DMSL、SLM和粘合剂喷射，能够以合理的单位成本进行小批量生产。

2. 将零部件装配成单个零件

3D 打印过程提供的设计自由度还允许将多个零件合并为一个组件。这可以减轻重量（从而降低成本）并减少随时保留的库存量。

3. 表面光洁度

表面光洁度对航空航天工业至关重要。3D打印部件可以进行后处理，以获得非常高的表面光洁度。一些技术，如材料喷射，可以生产出光滑的、像注塑一样的零件，而无需太多后处理。使用DMSL/SLM生产的高性能金属零件或使用粘合剂喷射生产的低成本金属零件也可以在打印后进行平滑和抛光或CNC加工，以提高其精度和表面光洁度。

4. 零件方向

对于将空载的功能部件，构建平台中的部件方向非常重要。由于 3D 打印的逐层性质，大多数零件将具有各向异性的机械性能，并且在Z方向上会较弱。在设计过程中应考虑到这一点。

5. 支持结构

支撑结构用于3D打印，为悬挑上方或陡角（45°以上）墙壁上的材料沉积提供坚实的基础。支持在金属3D打印中也至关重要，因为它将零件固定在构建板和战斗扭曲中。

印刷在支撑物上的区域表面光洁度较低，并且会因去除支撑物而留下一些痕迹。如果这是不可取的，有些工艺不需要支撑结构，例如SLS和粘合剂喷射。

用于航空航天应用的 3D 打印材料

下表总结了针对航空航天业特定应用的推荐材料：