金属材料增材制造及其在民用航空领域的应用研究现状

常坤¹，梁恩泉¹，张韧¹，郑敏^2,3，魏雷^2,3，黄文静¹，林鑫^2,3

1. 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室3. 西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部重点实验室

摘 要：金属增材制造技术以逐层快速熔/凝、堆积金属或合金材料为基本原理,以"添加"制造的方式成形任意形状零件,具有成形效率高、材料利用率高、成本低、复杂异形结构和高熔点材料的成形能力强等优点,在民用航空构件的减重、快速构型更改、集成化制造等方面具有传统工艺无法比拟的技术优势。面向增材制造技术的金属原材料和成形工艺丰富多样,为制备不同尺寸、不同形状、不同使用环境要求的构件提供了更多的选择,为减重、增效、成本控制提供了新的路径。因此,国内外均在积极制订相关重大战略规划以抢占增材制造创新技术先机、推进制造业的转型升级。全球制造商和高校等机构开展了大量增材制造原材料、工艺、性能方面的应用研究,其中以民用航空尖端制造业的应用研究最为典型。与其他领域不同,增材制造金属构件在民机上的装机应用需要经历严格的适航验证程序,形成标准规范技术体系,实现制造过程和产品质量的稳定可控,最终才能装机使用。本文介绍了金属增材制造的国内外政策概况、原材料与成形工艺分类、无损检测类型、民用飞机的应用研究情况,指出了针对金属增材制造在民用航空领域扩大应用的研究和发展趋势。

关键词：民用航空;金属材料;增材制造;