东方空间与C919：3D打印如何改变航空航天？
东方空间与C919：3D打印如何改变航空航天？
2024年1月11日，东方空间的“引力一号”火箭首飞成功，刷新了全球固体运载火箭的纪录；2024年5月28日，国产大型客机C919圆满完成首次商业载客飞行，标志着我国民航制造业的重大突破。这两个重大成就背后，都离不开一项关键技术的支持——3D打印。
3D打印助力火箭制造创新
在商业航天领域，3D打印技术正在成为火箭制造的重要工具。以东方空间为例，其“引力一号”火箭的成功发射，离不开3D打印技术的支持。通过3D打印，可以快速生产出复杂形状的零件，减少了传统制造方法中繁琐的工艺和漫长的加工周期。
天兵科技的天龙二号中型液体运载火箭，同样采用了3D打印技术。该火箭在2023年4月2日成功首飞，成为二十多年来全球第一家首飞即成的民营企业。天龙二号的发动机主要零件都由3D打印机完成，不仅缩短了制造流程，还降低了故障概率。
蓝箭航天的朱雀三号可复用火箭也采用了3D打印技术。在涡轮泵的泵轮与蜗壳设计中，3D打印方案较传统机加方案效率提高约5%，而涡轮盘的制造周期更是从20-25天缩短到3-4天，降低了80%的生产成本。
C919：3D打印技术的航空应用典范
在航空领域，C919大型客机的制造充分展现了3D打印技术的优势。中国工程院王华明和曹春晓两位院士曾详细介绍了3D打印技术在C919项目中的应用。
C919的机头主风挡窗框是一个典型的案例。这个大型构建结构复杂，要求极高。如果委托国外公司，需要花费超过千万人民币，且工期长达两年。而我国科研团队通过3D打印技术，仅用55天就完成了研发，总费用不到200万元，相比国外节省了1100万元。
3D打印技术不仅大幅降低了成本，还提高了制造精度。通过熔凝、烧结等加工工艺，能够精确实现设计规格，避免了传统制造中的试错环节。同时，3D打印技术还支持使用新型轻量化材料，如钛合金，这使得C919在保证强度的同时减轻了重量，降低了油耗。
3D打印技术的核心优势
3D打印技术之所以能在航空航天领域迅速崛起，主要得益于其三大优势：
轻量化设计：3D打印能够制造出复杂的几何形状，使得设计师可以在不牺牲强度的情况下减少材料使用。这对于追求高燃油效率的航空航天产品至关重要。
快速原型制作：与传统制造方法相比，3D打印可以在几小时内完成原型制作，大大缩短了产品开发周期。
降低生产成本：3D打印可以减少材料浪费，并在小批量生产中保持经济性，从而降低整体生产成本。
此外，3D打印还支持定制化生产，能够满足不同任务和飞行器的个性化需求。在材料选择上，金属、塑料和复合材料各有优势，可以根据具体需求灵活选用。
展望未来：3D打印与航空航天的深度融合
随着技术的不断进步，3D打印在航空航天领域的应用将更加广泛。未来可能会出现更多新型材料和打印技术，进一步提高生产效率和零部件性能。数字化制造和智能制造的结合也将推动3D打印技术的进一步发展。
我国在3D打印技术领域已经取得了显著进展。国内企业如铂力特、华曙高科等在航空航天领域积累了丰富经验，为多家商业航天公司提供技术支持。随着技术的不断创新和突破，3D打印将在我国航空航天产业中发挥越来越重要的作用，助力我国从“追赶者”变成“领跑者”。