浅谈3D打印技术在航空维修中的

航空工业一直是我国国防工业的重中之重，而航空维修是航空工业的重要组成部分。新世纪后随着我国经济的高速发展，航空工业也迎来了飞速发展，无数新型战机翱翔蓝天，保卫着祖国的山河大地。目前国产三代机已相继进入了翻修周期，相对于传统的二代机，三代机无论在机体的结构布局、特设航电及军械雷达等方面，还是在主机材料上都发生着重大改变。传统模式下的修理方式将不能完全保证军机修理的要求。因此，在三代机修理过程中研究、引入一些新技术、新方法，以适应航空维修不断发展的趋势。

3D打印（3DPrinting），专业术语为增材制造技术，诞生于20世纪80年代。前期主要用于产品研制阶段的“快速原型”和制造阶段的“快速成型”。随着第三次工业革命的热潮，3D打印也迎来井喷式的发展，航空工业为了满足自身发展需求，也陆续引入了这项技术，用在航空制造上的主要工艺方法有激光近净成型技术(LENS)、激光选区熔化技术（SLM）及电子束选区熔化技术（EBSM）等。

一、结构类零件加强

鉴于三代机性能提升的需求，无论是自重还是载弹量都在不断增加，在训练过程中很容易造成飞机承力大部件的损伤。以ZD2型飞机为例，其中央翼部分(见图1)是连接前、后机身，外翼的大部件，同时连接进气道、发动机短舱和主起落架等部件，处在机体的中心部位。从气动布局角度来看，它应属于机翼的一部分，而从结构功能角度来看，则相当于常规布局的中机身，是机体的最主要承力部件之一。

图1　中央翼结构

图2

图3  加强件

随着3D打印技术的不断发展，越来越多的材料可实现打印，而且3D打印产品所能达到的精度也越来越高。在承力部件的修理中，引入3D打印技术，可以很好地解决上述常规修理面临的问题。工艺师考量3D打印材料的可塑性、加工性和经济性后，按照设计所给出的数模先使用塑料打印出需要的特制角盒，进行试装配，反复比对位置关系，通过锉修、钳制等手段来处理角盒轮廓，最终确定满足装配间隙要求的角盒，并利用逆向技术重新设计角盒数模，再通过金属3D打印制造出完全符合要求的特制加强角盒，进行结构件加强。

二、复杂零件、复合材料制造

图4  卡箍零件

如果使用3D打印技术制造此类零件，成型过程无需专用模具、工具和夹具，工艺人员只需利用CATIA等设计软件将二维图样转化为三维CAD模型，通过3D打印系统的Magics软件对数模进行编程，采用3D打印的激光烧结技术就可以打印出所需零件。同时，3D打印技术可将图4所示零件中原本需要焊接的部分直接加工为一体，在加强结构强度的同时降低零件质量，从另一方面满足了航空修理的需要。

复合材料是航空领域新兴材料，修理中复合材料零件存在成本高、工艺难度大等问题，限制了维修能力，3D打印技术不仅可以用于金属和非金属材料，还能够用于碳纤维这类复合材料。