3D打印在航空航天中的应用案例

1. 3D打印静子件、转子件、叶轮

应用背景： 某型号涡喷发动机静子件、转子件试制； 某型号铝合金叶轮试制困难挑战： 采用传统工艺加工时，静子件转子件7~8万转/分钟爆裂； 叶轮结构复杂，采用传统工艺难加工解决方案： 采用金属3D打印设备进行打印材 料： 铝合金，镍基合金应用结果： 10万转/分钟时台架试验无明显变形，正在改装16万转/分钟试验平台； 叶轮性能符合测试要求。2. 3D打印芯片散热器固定件

应用背景： 航空航天领域芯片散热器 热交换量很大，导致散热器变形严重，影响散热效果和芯片的使用寿命。目前的解决方案是用热膨胀系数极低的钨将铜基散热器固定。困难挑战： 传统方法工艺流程复杂（原料→模具成型→烧结→机加后处理 ），加工周期长，多孔结构开模困难，成本高，后期机加工困难。解决方案： 采用金属3D打印设备进行打印材 料： 钨应用结果： 孔道结构设计更加灵活，加工周期大大缩短，无需后期机加工3. 3D打印无人机、定位导航外壳

应用背景： 国防科技大学 无人机、定位导航外壳困难挑战： 产品形状复杂，若采用传统工艺制造，成型困难、生产时间长、成本高解决方案： 采用尼龙3D打印设备，直接制造终端产品应用结果： 产品一次成型，轻量化，缩短生产周期4. 3D打印辅助研发设计：战斗机异形风管

应用背景： 美国Harvest， F18、F22战斗机异形风管困难挑战： 若采用传统工艺加工，形状复杂、成型困难，生产时间长，成本高解决方案： 采用尼龙3D打印设备应用结果： 产品一次成型，更加轻量化5.3D打印辅助研发设计：导弹部件、鱼雷等

应用背景： 图(1)，某型号导弹部件，采用SLM技术3D打印，用于工艺、结构验证 图(2)，某型号鱼雷模型，采用SLS技术3D打印，用于前期设计验证 图(3)、图(4)，某型号固体火箭发动机点火装置，采用SLS技术3D打印壳体结构，用于前期设计验证困难挑战： 传统方法难加工复杂结构;加工周期长解决方案： 图(1)，青铜材料，SLM打印 图(2)、图(3)、图(4)，SLS打印应用结果： 实现复杂结构制造，加快航空航天、军工产品开发速度6. 3D打印离子推进器筛网

应用背景： 某型号火箭离子推进器 离子推进器，又称离子发动机，采用钛合金、钼合金制成。每个离子推进器有两个筛网，其主要作用是加速带电粒子困难挑战： 离子推进器的网孔通过光催化腐蚀法加工，存在的主要问题是工艺流程复杂，污染大解决方案： 采用金属3D打印设备，Ti64钛合金； 结构设计可控性强、工艺简单、材料利用率高、环境友好应用结果： 采用3D打印技术，将加工时间从传统腐蚀法的20h缩短至2h7. 3D打印发动机喷嘴

应用背景： NASA以降低未来发动机的制造复杂性、节约时间、减少制造组装成本的目的，不断测试越来越复杂的喷嘴、火箭喷管及其他零件。困难挑战： 传统方法难加工复杂结构;，须组装零件繁多。解决方案： 3D打印整体成型。应用结果：两个喷嘴分别进行了5秒钟点火试飞，产生了2万磅的推力。设计的氢氧旋混几何流型使燃烧产生的推力达到每英寸1400磅，温度达到6000华氏度。传统方法要制造163个单独零件然后再组装起来，但3D打印只需两个零件，不仅节约了时间金钱，而且造出的部件能提高火箭发动机性能，减少失败可能性。8. 3D打印热交换器

应用背景：用于换热器设计研究制造特点：重复的子单元可以形成几乎任何形状，冷却管内湍流冷却液可实现高效换热。材质：铝优势：紧凑可扩展设计可实现最大的热传递

航空巨头波音的一个新系统最近获得专利批准，该系统可实现按需3D打印飞机零件。波音及其客户可以使用该系统来订购飞机零件的替换件，由于3D打印技术的使用，替换零件的制造将更快、成本更低。新系统会在一个虚拟库中储存零件设计，客户可以据此打印。

3D技术为这个问题提供了一个有效的解决方案。波音的新系统将包括一个大型3D零件设计虚拟库、一个技术信息数据库和一个零件管理系统，管理系统负责记录客户提起的零件设计和打印方法申请。任何有权访问这个系统和规定3D打印机的客户都可以制造出所需要的波音飞机零件。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。