梅尔德公司打印的3D铝合金环件。
钛合金于外洋3D打印航空航天器产物中运用
航空航天器装备是3D打印最具远景的运用范畴之一。第一，航空航天装备具备多品种、小批量的特色，特别于试制阶段很多零部件都需要单件定制，若采纳传统工艺则周期长、成本高，3D打印可以实现低成本快速成型；第二，出在减重与强度要求，航空航天装备繁杂布局件或者年夜型异构件的比例愈来愈高，若采用传统的 铸造＋机加工 方式，则所需工序繁多、工艺繁杂，甚至底子没法直接加工，而3D打印于繁杂部件加工方面具备较着上风；第三，采用传统工艺加工飞机零部件的原质料使用率仅约10%，其它部门都于铸模、铸造、切割及打磨历程中华侈了，而3D打印的增量制造原质料使用率可到达90%以上。
波音公司是率先将3D打印技能用在飞机设计及制造的国际航空航天器制造企业，已经累计使用3D打印技能出产了300多个差别的小型零部件。
2012年，通用电气公司收购了专门开发激光烧结金属粉技能的莫里斯技能公司，用来为其Leap系列策动机制造零部件。普惠公司也投入数百万美元结合康涅狄格年夜学建立了增量制造中央。美国国度航天航空局正于利用3D打印机出产航天器的引擎部件，并规划将打印装备发射到国际空间站，以期宇航员可以或许自给自足，使用空间站上的原料直接出产所需品，转变彻底依靠地面供应的补给模式。
2014年8月31日，美国宇航局的工程师们完成为了3D打印火箭喷射器的测试，本项研究于在提高火箭策动机组件的机能，因为喷射器内液氧及气态氢一路混淆反映，燃烧温度可达约3315℃，可孕育发生约9吨推力，验证了3D打印技能于火箭策动机制造上的可行性。
制造火箭策动机喷射器需要精度高的加工技能，假如利用3D打印技能，就能够降低制造上的繁杂水平，于计较机中成立喷射器的三维图象，打印的质料为金属粉及激光，于较高温度下，金属粉可被从头塑造成咱们需要的样子。火箭策动机中的喷射器内有数十个喷射元件，要制作巨细相似的元件需要高的加工精度，该技能测试乐成后将用在制造RS-25策动机，作为美国宇航局太空发射体系的重要动力，该火箭可运载宇航员逾越近地轨道，进入更遥远的深空。马歇尔中央工程部主任克里斯认为，3D打印技能于火箭策动机喷油器上运用只是第一步，咱们的目的于在测试3D打印部件怎样能完全转变火箭的设计与制造，并提高体系的机能，更主要的是可以节省时间及成本，不太轻易出妨碍。
2014年9月，美国国度航空航天局（NASA）估计完成首台成像千里镜，所有元件险些全数经由过程3D打印技能制造。NASA也是以成为首家测验考试利用3D打印技能制造整台仪器的单元。这款太空千里镜功效齐备，其50.8妹妹的摄像头使其可以或许放进立方体卫星（一款微型卫星）傍边。据相识，这款太空千里镜的外管、外挡板和光学镜架全数作为零丁的布局直接打印而成。
这款长50.8妹妹的千里镜将全数由铝及钛制成，并且只需经由过程3D打印技能制造4个零件便可，比拟而言，传统工艺所需的零件数是3D打印的5-10倍。此外，于3D打印的千里镜中，可将用来削减千里镜中杂散光的仪器挡板做成带有角度的样式，这是传统建造工艺于一个零件中所没法实现的。
2018年12月3日，一台名为奥根纳特的冲破性3D打印装配，被履行 58号远征 使命的 同盟MS-11 飞船送往国际空间站。打印机由英维特罗的子公司 3D生物打印解决方案 公司制作。英维特罗随后收到了从国际空间站传回的一组照片，经由过程这些照片可以看到老鼠甲状腺是怎样被打印出来的。
2021年3月，法国赛峰集团旗下赛峰升降架体系公司利用SLM解决方案公司的选区激光融化（SLM）技能制造了公事机前升降架的组件，为公事机打造首个3D打印的年夜型钛合金前升降架壳体。
详细来讲，他们利用金属增材制造来建造将载荷从机轮通报到飞机布局的组件之一，该组件于腾飞后将收回机身内，尺寸为455妹妹 295妹妹 805妹妹，对于在金属增材来讲是相称年夜的体积。采用该出产要领后，赛峰集团将组件的总重量降低了15%，同时又连结了力学机能。该组件是由钛质料3D打印的，并蒙受高应力。
飞机的升降架显然具备一些要害功效，即用在腾飞、着陆及制动。赛峰集团着陆体系公司尤其感兴致的是制造一种必需可以或许蒙受机轮通报应力的组件，是一个蒙受很年夜压力的布局元件：它必需可以或许于枢轴上扭转，以使升降架于飞机下方收回，而且它必需接收来自飞机机轮的机械应力。于这类性子及尺寸下的一个零件上利用增材制造是世界初次。
该3D打印组件是钛合金升降架壳体，并于SLM解决方案公司金属机床SLM 800上打印，该机床以其四激光技能及靠得住性而著名。团队利用增材制造，不单总质量降低了15%，还有缩短了出产时间。
于质料方面，选择钛是由于其结实性及耐腐化性。传统上，零件是用铝材设计、经由过程铸造工艺制造的，可是思量到选择面向3D打印的设计，这类金属是分歧适的。零件的70%的外貌没有颠末机械加工，仅加工了功效性外貌，增长了箱体的寿命。今朝，赛峰集团升降架体系公司规划于2022年测试3D打印组件，这是认证历程中的要害一步。
中国3D打印的钛合金航空航天器产物
中国的年夜型钛合金布局件激光成形技能具备国际领先程度，是今朝世界上独一把握了飞机钛合金年夜型主承力布局件激光快速成型技能并实现装机运用的国度。另据媒体报导，于舰载机、四代机等新型军用飞机的研制历程中，3D打印技能已经经阐扬了主要作用，负担了包括升降架于内的钛合金主承力构件的试制使命。
2020年5月5日，中国首飞乐成的长征五号B运载火箭上，搭载着新一代载人飞船实验船，船上还有搭载了一台 3D打印机 。这是中国初次太空3D打印试验，也是国际上第一次于太空中开展持续纤维加强复合质料的3D打印试验。
3D打印的铝合金航空航天器产物许多，有铝合金的，也有铝基复合质料的，简述几则产物以下：
1. 美国梅尔德公司的年夜型部件。该公司在20欧宝体育-19年采用其独创的3D打印技能以6061铝合金粉打出直径跨越1400妹妹的年夜型环件（如图），于3D打印零件范畴具备里程碑意义。所采用的技能为一种固态工艺，于加工历程中质料不会到达融化温度，产物中的残存应力很低，具备精准的尺寸与形状。
2. 2015年6月俄罗斯技能集团公司以3D打印技能打造出一架铝材无人机样机，打印时间31小时，质量3.8kg，翼展2400妹妹，飞行速率90km/h-100km/h，续航能力1-1.5小时。
3. 10m级高强铝合金重型运载火箭毗连环样件，2021年1月，国度增材制造立异中央、西安交通年夜学卢秉恒院士团队使用3D打印技能制成为了世界上首件10m级高强铝合金重型运载火箭毗连环样件。该样件使用电弧熔丝增减材一体化制造技能，于总体制造的工艺不变性、精度节制和变形与应力调控等方面均实现了庞大技能冲破。
10米级超年夜型铝合金环件是毗连重型运载火箭贮箱的简段、先后底与火箭的箱间段之间的要害布局件。该样件重约1吨，立异采用多丝协同工艺设备，制造工艺年夜为简化、成本年夜幅降低，制造周期缩短至1个月。
今朝，采用增减材一体化制造技能乐成完成超年夜型环件属国际首例，该结果将会助力增材制造为中国航天事业发光发烧，同时，为中国航天事业中庞大零件的快速制造提供了技能支撑。
责任编纂：杨一鸣-欧宝体育-