3d打印在民航应用

一、3d打印在民航应用

随着技术的不断发展，3D打印在民航应用中正逐渐成为一项重要的创新技术。本文将探讨3D打印技术在民航领域中的应用，并评估其对行业发展的影响。

3D打印技术的背景

3D打印技术是一种快速制造技术，通过逐层堆积材料来创建三维物体。这项技术的起源可以追溯到上世纪80年代，当时它被用于原型制作和小批量生产。随着时间的推移，3D打印技术逐渐成熟，不仅可以用于制造各种复杂的零件和组件，还可以应用于多个行业和领域。

3D打印在民航应用中的优势

对于民航行业来说，3D打印技术具有许多优势。以下是其中的几个关键优势：

1. 快速制造：3D打印技术能够快速制造各种零部件和模型，大大缩短了传统制造过程的时间。
2. 定制化生产：民航行业中，航空器往往是大规模生产的，但是一些少量需求或个性化部件的制造难度较大。3D打印技术可以实现按需定制化的生产，满足特定要求和个性化需求。
3. 减少重量：航空器的重量对于燃油效率和性能至关重要。使用3D打印技术，可以通过优化设计，减少零部件的重量，从而降低燃油消耗。
4. 降低成本：传统的航空零部件制造往往需要大量人力和设备投入，而且零部件的研发和生产周期较长。3D打印技术具有高度自动化的特点，可以减少人力投入和生产周期，从而降低成本。
5. 提高维修效率：在飞机维修中，往往需要更换某些受损的零部件。使用3D打印技术，可以快速制造并更换受损零部件，提高维修效率。

民航行业中的3D打印应用

现在让我们来探讨一些实际的民航领域中的3D打印应用：

零部件制造

3D打印技术在民航行业中的主要应用之一是零部件制造。传统的制造过程往往需要从供应商处采购零部件，然后进行安装和调整。而使用3D打印技术，可以直接在现场制造所需的零部件，节省时间和成本。

飞机模型和原型制作

在飞机设计和研发过程中，需要制作各种飞机模型和原型进行测试和验证。3D打印技术可以帮助制造这些模型和原型，加快设计验证的周期，提高产品的质量和性能。

个性化客舱设计

航空公司竞争激烈，提供独特和个性化的客舱体验成为一种差异化竞争的策略。使用3D打印技术，可以定制各种艺术品、灯具、座椅配件等，为乘客提供独一无二的航空旅行体验。

3D打印技术对民航行业的影响

3D打印技术的广泛应用将对民航行业产生深远影响。以下是几个主要影响方面：

• 革新供应链管理：传统的民航供应链往往需要大量库存，涉及多个供应商和物流环节。3D打印技术可以改变传统的供应链模式，实现按需制造，减少库存和物流环节，提高供应链效率。
• 促进创新和研发：使用3D打印技术可以加快设计和研发周期，降低试错成本。这将鼓励民航行业中的创新和研发活动，推动技术和产品的不断进步。
• 优化维修和保养：在飞机维修和保养中，3D打印技术可以快速制造所需的零部件，缩短停机时间，提高维修效率。
• 提升乘客体验：通过3D打印技术制造个性化的客舱装饰和配件，可以为乘客提供独特的航空旅行体验，增强航空公司的品牌形象。

综上所述，3D打印技术在民航应用中具有巨大的潜力和影响力。随着技术的不断进步和应用的推广，我们有理由相信3D打印技术将为民航行业带来更多创新和发展机遇。

二、3d打印在铸造的应用？

SLA(Stereo Lithography Appearance) 是3D打印工艺中一种精度较高，成型质量较好的一种工艺，利用SLA光固化3D打印技术直接打印出树脂模替代传统铸造蜡模用于铸造生产，可省去蜡模开模环节，是一种能够同时满足铸造业对精度以及表面质量要求的快速原型技术，成功率高，且更环保。

SLA光固化3D打印技术原理：

以UV紫外线为光源，液态光敏树脂为原材料，在计算机控制下按照三维图形的截面数据逐层打样印累积成型。用于精密铸造的光固化原型须制作成空心状，打印成型后将未固化的树脂倒出，成形中空模样，将树脂排出口密封，然后装上蜡质浇注系统，就可制壳了。抽空的原型壁厚的可制作成0.6mm薄片状态，烧制时挥发气化，可完全达到无杂质状态。是一种理想的铸造生产工艺，适用于高强度，大尺寸，高精密度的零件铸造生产。

三、3d打印在医疗领域应用？

一、运用3D打印制造医疗模型和手术导板

医生可以运用患者的CT数据来进行三维建模，通过三维建模将数据导入到3D打印机，然后用3D打印机将患者的数据模型打印出来。这样可以更好帮助医生更为直观地观测到患者需要手术部位的三维结构。从而帮助医生在手术治疗时定制更好的手术方案，从而提升手术成功率、降低手术风险。

二、运用3D打印制造人体植入物

如患者有骨肿瘤、骨骼缺损、颌面损伤、颅骨修补等骨科问题，用一般的修复产品是难以满足患者的治疗需求。因为每个患者的实际情况不一，需要特定制作的植入物才能帮助患者修复成功。同样的还有口腔齿科，也是因为人体口腔牙齿的排列情况、受损情况、实际医疗情况不一，也是需要高度的定制。因此，不管是骨科还是齿科，都需要运用3D打印技术来为患者进行量身定制，让植入物医疗更加精准、，并且有效减轻医资力量紧缺的问题。

三、运用3D打印制造康复器械

3D打印为矫正鞋垫、仿生手、助听器等康复器械产生的真正价值不单单是是完成精准的定制化，更关键反映在让精准、高效的数字化制造技术替代手工制作方式，减少生产周期。以助听器举例，传统工艺制作，技师必须根据患者的耳道模型做出注塑模具，随后对模具进行钻音孔等后处理。而运用3D打印机制作助听器只需将扫描的CAD文件转成3D打印机可读取的设计文件，进一步打印出来就可以了。现阶段市面上的大型工业3D打印机除去工业运用外，也可运用于医疗模型打印。

四、运用3D打印制造生物器官

这里不再多叙述，就以2019年4月的一篇报道为例，在以色列一所大学里，人们3D患者的生物组织成功地打印出一个小型心脏，并且具有细胞、血管、心室和心房等基本功能的完美的“心脏”。虽然无法直接运用到人体，也有诸多因素仍无法克服，但这次打印心脏成功，是3D打印直接打印生物组织的一次重大突破。

四、3D打印在食品的应用？

3D食物打印机的原理是基于3D打印技术的，只不过是把原料换为食材，再对3D打印机改造成适合食物烹饪。3D食物打印机是在3D打印技术的基础上发展起来的一种快速成型的食品制造设备。设备包括食品3D打印系统、操作控制平台和食物胶囊三大部分。 将可食用的打印材料放入食物胶囊里，再将食谱输入机器，按开启键，喷头就会通过熔聚成型技术，按照预先设计的造型将食材层层叠加的方式“打印”出来。    3D食物打印机不仅可以个性化的改变食物的形状，改良食品品质，还可以自由搭配、均衡营养。

3D食物打印机是如何操作的呢？首先，将生的或熟的、新鲜的或冰冻的食物绞碎、混合、浓缩成浆，灌装到打印机食材储存罐中。就像彩色打印机的墨盒，只不过这里面储存的可不是墨汁，而是上述食材的浓浆；然后，用户根据自己的喜好，通过控制面板设计具有个性的造型或者从预存的数据库中挑选自己喜欢的造型，按下启动键，机器便按照程序控制喷头层层喷射“打印”出美食来。  到目前为止，可以成功打印出30多种不同的食品，主要有六大类：糖果（巧克力、杏仁糖、口香糖、软糖、果冻）； 烘焙食品(饼干、蛋糕、甜点）；零食产品（薯片、可口的小吃）；水果和蔬菜产品（各种水果泥、水果汁、蔬菜水果果冻或凝胶）；肉制品（不同的酱和肉类品）；奶制品(奶酪或酸奶)。

五、3d打印应用？

3D打印的应用领域主要集中在消费电子、工业器械、汽车、航空、医疗、建筑、科研等领域。经过多年的发展，3D打印在个人使用方面已经有较广的应用范围，正在逐步向家庭应用延伸。

一、个人领域

经过这些处的发展，在个人使用方面，消费级的3D打印机性价比高、运行稳定、打印精度高的特点，在不断的深入着各个家庭环境，现3D打印机企业在大力推广普及消费级的3D打印机，在不断的开发和优化产品，现价格已经做到千元左右，使得价格已经不再成为消费者选择的障碍，消费级3D打印机已不再满足静态的物品、玩具或其他模型，并开始大量打印无人机、机器人、机甲战车等热门的智能化产品。有消费者使用3D打印机1：1的打印出了兰博基尼。

二、家庭领域

在家庭领域使用3D打印机是未来的一大趋势，3D打印机厂商希望能将3D打印机做成每家的必须品，如衣架、碗筷等日常用品都通过3D打印机打印出来；如用户丢失某一件物品，也可以通过自行设计或下载通用模型来打印，这种通过自已制作的方式比去购买更能增加家庭氛围。

三、教育领域

3D就慢在教育方面的应用应该是普及率最高的，众多院校都在探索3D打印技术与教学，开办3D打印特色课程，激发3D打印技术在教育方面的应用。随着3D打印在教育领域的发展，社会对3D打印的认知程度越来越高，相信在未来3D打印的想象空间将进一步扩大。

四、企业领域

3D打印也在走向企业，现技术更新快，传统方面的制造零部件已经不能符合企业的发展了，一些嗅觉敏感的企业已经开始借助3D打印来优化生产流程，达到节约成本，提高效益的目的。通过3D打印技术来压缩产品研发与样品制造方面的时间成本，在一些快速消费行业内能够大大加强企业的竞争力。

3D打印能大大减少在生产过程中原材料的损耗，并且在复杂、精密、个性化等领域，传统的生产工艺难以实现在3D打印方面不存在任何问题。相信在不久的将来，3D打印能够给我们的生活带来更多的变化。3D打印能更深入我们的生活，并能在更多的领域中发挥作用。

六、3d打印在航空的应用

3D打印在航空的应用

随着科技的飞速发展，3D打印技术正逐渐渗透到各个领域，而航空业也不例外。利用3D打印技术在航空领域创造了许多令人惊叹的应用。本文将介绍一些目前航空业中使用3D打印技术的案例，同时探讨这些应用给航空业带来的巨大变革。

零部件制造

航空器的零部件制造一直是非常复杂和昂贵的过程。传统制造方法需要大量的人力和设备，而且生产周期长。而借助3D打印技术，航空零部件的制造过程得到了极大的简化和加速。

通过使用3D打印技术，工程师们可以直接从数字模型中快速打印出复杂的机械零部件。这种零件通常由轻质的金属材料制成，能够提供相同甚至更好的性能，同时降低了重量和材料浪费。

此外，3D打印还能够实现个性化生产。传统制造方法下，每个零件都需要专门设计和生产，而使用3D打印技术，可以根据具体需求打印定制化的部件，减少了库存和储备零件的成本。

减少重量和提高燃效

航空业对于重量和燃油效率的要求非常高。传统制造方法下，零部件通常需要额外的连接器和支撑结构来确保强度和稳定性，而这些连接器和支撑结构增加了重量，进而降低了燃油效率。

而通过使用3D打印技术，可以将复杂的连接器和支撑结构整合到一个单一的部件中，从而减少了重量。这种轻量化的设计有效地提高了航空器的燃油效率，减少了运营成本。

提高性能和安全性

航空器的性能和安全性是航空业中最重要的关注点之一。3D打印技术为航空业提供了许多创新的解决方案，改善了航空器的性能和安全性。

一些航空公司使用3D打印技术制造更加复杂的航空零件，从而提高航空器的性能。例如，在发动机部件制造方面，通过使用3D打印技术，可以制造出更加高效和可靠的涡轮叶片，提高了发动机的推力和效率。

此外，使用3D打印技术可以实现更复杂的设计。传统制造方法下，很难制造出复杂的空气动力学形状。而借助3D打印技术，可以打印出复杂形状的部件，从而改善了航空器的空气动力学性能。

降低维护成本和提高可靠性

航空器的维护成本是航空业的重要开支之一。而使用3D打印技术制造航空零部件可以有效地降低维护成本。

传统制造方法下，当航空器的零部件出现损坏或需要更换时，需要花费大量时间和资源来重新制造和安装。而使用3D打印技术，可以快速制造出所需零部件，并且与现有系统完美兼容。

另外，使用3D打印技术可以制造出更加坚固和耐用的零部件。通过使用高强度和耐磨损材料，可以提高航空零部件的可靠性，减少了故障和维修次数。

结论

3D打印技术在航空领域的应用给航空业带来了翻天覆地的变革。通过3D打印技术，航空业可以实现快速、灵活和个性化的零部件制造，减少了重量和提高了燃油效率。同时，3D打印技术还提供了创新的解决方案，改善了航空器的性能和安全性。此外，使用3D打印技术制造航空零部件还可以降低维护成本和提高可靠性。随着3D打印技术的持续发展和创新，航空业将迎来更多令人期待的应用。

七、3D打印技术在科技的应用？

3D打印技术的应用领域

随着3D打印技术得日益普及，其在建筑领域的应用也越来越广泛，目前海南已有3D打印的厕所，苏州已有3D打印的别墅，上海已有3D打印的桥梁，还有一座3D打印的博物馆。

这座博物馆位于上海市宝山区智慧湾科创园内，占地面积6000㎡，共上下五层，是一座以3D打印文化为主题的博物馆，且“它之前，没有同辈”，noly它。

据悉，这座博物馆展示了3D打印技术在各领域的创新设计和应用成果，包括3D打印在医疗、航天、文化创意、服装设计、汽车制造、建筑设计等领域的应用案例。

八、3d打印在医疗上的应用？

1.手术预演模型

对于风险高、难度大的手术，义务工作者进行术前规划十分重要，应用3D打印技术，医务工作者可以借助3D打印机设备，将三维模型直接打印出来，这样做，既可以辅助医生进行精准的手术规划，提高手术的成功率，又便于医务工作者与患者针对手术方案进行沟通和交流。

借助3D打印模型手术预演模型

2.手术导板

作为手术实施过程中的辅助手术工具，手术导板可以帮助医务工作者准确实施手术方案。目前，手术导板的类型已经包括关节类导板、脊柱导板、口腔种植体导板等。借助3D打印制作的手术导板，在弥补了传统手术导板制造工艺不足之处的同时，也能对导板的尺寸、形状等按需进行调整。这样做，可以使不同的患者都具有符合自己真正需要的导板 。

3.牙科应用

近年来，3D打印在牙科领域的应用一直是人们关注的热点。从总体来看，3D打印在牙科领域的应用主要集中在金属牙齿、隐形牙套设计及制作等方面。 3D打印前沿技术的出现，为需要进行牙齿矫正的人实现个性化定制牙套创造了更多可能。在不同的牙齿矫正阶段，矫正者需要的牙套是不同的，借助3D打印来制作矫正牙齿所需的多副牙套，不仅有助于牙齿的健康发育，也能降低牙套的制作成本。

3D打印制作模拟假牙套

4.骨科应用

目前，很多医务工作者正通过3D打印前沿技术来治疗骨骼受损的患者。通过为患者建立精确的三维骨骼物理模型，医务工作者可以进一步观察患者的骨质情况极骨骼受损的具体部位，并制定相应的治疗方案。借助3D打印的技术优势，长骨骨折、髋关节受损等治疗过程中所存在的一系列难题已经逐步被攻克。

3D打印头骨模型

5.康复医疗器械

在实际的应用过程中，假肢、助听器等康复医疗器械具有小批量、定制化的需求，由于这些康复医疗器械设计较为复杂，传统数控机床受到加工角度等因素的限制往往难以实现较好的效果。利用3D打印技术后，康复医疗器械的制造工艺得到了进一步提升。制作单个定制化康复医疗器械的成本下降、制作周期也进一步缩短。

九、3d打印技术在航天领域应用？

(1)缩短新型航空航天装备的研发周期。

航空航天技术是国防实力的象征，也是国家政治的体现形式，世界各国之间竞争异常激烈。因此，各国都想试图以更快的速度研发出更新的武器装备，使自己在国防领域处于不败之地。而金属3D打印技术让高性能金属零部件，尤其是高性能大结构件的制造流程大为缩短。无需研发零件制造过程中使用的模具，这将极大的缩短产品研发制造周期。

国防大学军事后勤与军事科技装备教研部教授李大光表示上世纪八九十年代，要研发新一代战斗机至少要花10-20年的时间，由于3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，所以如果借助3D打印技术及其他信息技术，最少只需3年时间就能研制出一款新战斗机。加之该技术的高柔性，高性能灵活制造特点，以及对复杂零件的自由快速成型，金属3D打印将在航空航天领域大放异彩，为国防装备的制造提供强有力的技术支撑。

国产大飞机C919上的中央翼缘条零件是金属3D打印技术的在航空领域的应用典型。此结构件长3米多，是国际上金属3D打印出最长的航空结构件。如果采用传统制造方法，此零件需要超大吨位的压力机锻造而成，不但费时费力，而且浪费原材料，目前国内还没有能够生产这种大型结构件的设备。

所以，要想保证飞机研发进程及安全性，我们必须向国外订购此零件，且从订货到装机使用周期长达2年多时间，这严重阻碍了飞机的研发进度。采用金属3D打印技术打印出的中央翼缘条，其研制时间紧一个月左右，其结构强度达到甚至超过了锻件使用标准，完全符合航空使用标准。金属3D打印技术的使用在很大程度上缩短我国大飞机的研制，让研制工作得以顺利进行。

而这仅是金属3D打印技术应用在航空航天领域的一个缩影而已。

(2)提高材料的利用率，节约昂贵的战略材料，降低制造成本。

航空航天制造领域大多都是在使用价格昂贵的战略材料，比如像钛合金、镍基高温合金等难加工的金属材料。传统制造方法对材料的使用率很低，一般不会大于10%，甚至仅为2%-5%。材料的极大浪费也就意味着机械加工的程序复杂，生产时间周期长。如果是那些难加工的技术零件，加工周期会大幅度增加，制造周期明显延长，从而造成制造成本的增加。

金属3D打印技术作为一种近净成型技术，只需进行少量的后续处理即可投入使用，材料的使用率达到了60%，有时甚至是达到了90%以上。这不仅降低了制造成本，节约了原材料，更是符合国家提出的可持续发展战略。

2014年在中国科学院一个专题讨论会上，北航王华明教授曾表示，中国现在仅需55天就可以打印出C919飞机驾驶舱玻璃窗框架。王华明还说，欧洲一家飞机制造公司表示，他们生产同样的东西至少要2年，光做模具就要花200万美元，而中国采用3D打印技术不仅缩短了生产周期，提高了效率，而且节省了原材料，极大地降低了生产成本。

(3)优化零件结构，减轻重量，减少应力集中，增加使用寿命。

对于航空航天武器装备而言，减重是其永恒不变的主题。不仅可以增加飞行装备在飞行过程中的灵活度，而且增加载重量，节省燃油，降低飞行成本。但是传统的制造方法已经将零件减重发挥到了极致，再想进一步发挥余力，已经不太现实。

但是3D技术的应用可以优化复杂零部件的结构，在保证性能的前提下，将复杂结构经变换重新设计成简单结构，从而起到减轻重量的效果。而且通过优化零件结构，能使零件的应力呈现出最合理化的分布，减少疲劳裂纹产生的危险，从而增加使用寿命。通过合理复杂的内流道结构实现温度的控制，使设计与材料的使用达到最优化，或者通过材料的复合实现零件不同部位的任意自由成型，以满足使用标准。

战机的起落架是承受高载荷，高冲击的关键部位，这就需要零件具有高强度，高的抗冲击能力。美国F16战机上使用3D技术制造的起落架，不仅满足使用标准，而且平均寿命是原来的2.5倍。

(4)零件的修复成形。

金属3D打印技术除用于生产制造之外，其在金属高性能零件修复方面的应用价值绝不低于其制造本身。就目前情况而言，金属3D打印技术在修复成形方面所表现出的潜力甚至是高于其制造本身。

以高性能整体涡轮叶盘零件为例，当盘上的某一叶片受损，则整个涡轮叶盘将报废，直接经济损失价值在百万之上。较之前，这种损失可能不可挽回，令人心痛，但是基于3D打印逐层制造的特点，我们只需将受损的叶片看作是一种特殊的基材，在受损部位进行激光立体成形，就可以回复零件形状，且性能满足使用要求，甚至是高于基材的使用性能。由于3D打印过程中的可控性，其修复带来的负面影响很有限。

事实上，3D打印制造的零部件更容易得到修复，匹配性更佳。相较于其他制造技术，在3D修复过程中，由于制造工艺和修复参数的差距，很难使修复区和基材在组织、成分以及性能上保持一致性。但是在修复3D成形的零件时就不会存在这种问题了。修复过程可以看作是增材制造过程的延续，修复区与基材可以达到最优的匹配。这就实现了零件制造过程的良性循环，低成本制造+低成本修复=高经济效益。

(5)与传统制造技术相配合，互通互补。

传统制造技术适用于大批量成形产品的生产，而3D打印技术则更适合个性化或者精细化结构产品的制造。将3D打印技术和传统制造技术相结合，各取所长，充分发挥各自的优势，使制造技术发挥更大的威力。

比如，对于表面要求高质量性能，但中心要求性能一般的零件而言，可以使用传统制造技术生产出中心形状的零件，然后使用激光立体成型技术在这些中心零件上直接成型表面零件，这样就生出了表面性能高，中心要求一般的零件，节省了工艺的复杂程度，减少了生产流程。这种互补的生产组合，在零部件的生产制造中具有重要的实际应用价值。

再者，对于外部结构简单，但是内部结构复杂的零部件，其采用传统制造技术制造内部复杂结构时，过程繁琐，后续加工工序复杂这就造成了生产成本，延长了生产周期。采用外部使用传统制造技术而内部采用3D打印技术直接近净成形，这样只需少量后续工序就可完成产品的制造，这缩短了生产周期，降低了成本，发挥出传统技术和新技术的完美匹配制造的结合，实现了互通互补。

航空航天作为3D打印技术的首要应用领域，其技术优势明显，但是这绝不是意味着金属3D打印是无所不能的，在实际生产中，其技术应用还有很多亟待决绝的问题。比如目前3D打印还无法适应大规模生产，满足不了高精度需求，无法实现高效率制造等。而且，制约3D打印发展的一个关键因素就是其设备成本的居高不下，大多数民用领域还无法承担起如此高昂的设备制造成本。但是随着材料技术，计算机技术以及激光技术的不断发展，制造成本将会不断降低，满足制造业对生产成本的承受能力，届时，3D打印将会在制造领域绽放属于它的光芒。

十、3d打印在小企业的应用