航天3d打印技术国内外发展现状（领先美国独步全球）

大家可能对C919大飞机很熟悉，但肯定不了解助力C919问世的3D激光打印技术，今天我们就一起来看看，这个让美国眼红不已的新科技 。

C919是我国首款商用大飞机，承载着中国商飞的希望，未来很可能会成为波音空客的强劲对手，我们一直为中国的大飞机骄傲，却不知道大飞机背后还有一项关键技术，中国称得上是领先美国独步全球，这项技术，就是3D激光打印技术，它可是发展高端制造业的强力助推器。

可能很多人都有这样一种观点，3D打印是近些年兴起的新技术，其事实并非如此，早在1892年，3D打印技术就在美国问世了，是不是感觉很不可思议？

1892年，美国人j.e.Blanther提出了一个新奇的想法，那就是用切割堆叠蜡片的方式，制作等高线浮雕图，然后放在地图上代表丘陵山地等，并针对这一技术申请了专利。这个切割堆叠蜡片的构想，就成了3D打印的雏形。当受限于当时技术条件限制，这一技术最终没能实现普及。

不过好的构想总会传下来，不断有人试图去完善它。1902年，又有人提出了用光敏聚合物作为原材料，实现了3D打印效果，不过这一想法也是昙花一现，当时的技术不足以支撑3D打印大规模发展。

直到1984年，查尔斯·胡尔（Charles Hull）开始研究这一技术。正所谓来得早不如来得巧，胡尔开始研究时，恰巧赶上计算机技术快速发展阶段，计算机为3D打印扫平了技术障碍。1986年，胡尔发明了“光固化方法”，并成立了世界上第一家3D打印设备公司，推出了3D打印技术通用的STL文件格式。

这一切贡献，奠定了他“3D打印之父”的地位。

这之后，3D打印技术发展越来越快，先后出现了“熔融沉积”、“选择性光烧结”和“立体喷墨打印”等不同技术路线，后来又有了“金属粉末激光选区融化技术”。

这一技术将金属粉末融化为液体，通过计算机控制将液态金属逐层堆叠，从而加工出高精度的金属部件，这是目前技术难度最高也是发展前景最广阔的技术之一。

二十世纪后半叶，在创新和科技引领方面，美国是当之无愧的世界老大，很多新技术都是首先在美国发明并得以应用的。但最近二三十年以来，中国厚积薄发逐渐崭露头角，在3D激光打印技术尤其是钛合金构件打印方面，已经领先美国独步全球。

自二十世纪90年代以来，包括清华大学、西安交大、华中科技大学在内的多所中国高校，开始进行3D打印技术研究，并各自选择了不同的技术路线，逐渐富起来的中国，已经有足够的力量，支持科研团队同时尝试不同的方向，就如近几年的新冠疫苗研发一样，不同的企业进攻不同的方向，齐头并进最终都交出了满意的答卷。

在强大资金实力支持下，1994年我国自主研发出第一台3D打印设备，2000年以后，北京航空航天大学后发先至，攻克了高性能金属构件快速成型关键书和成套装配技术，中国因此也成为世界上第二个掌握这项技术的国家。

常规金属构件方面中国排世界第二，但在3D激光打印钛合金构件方面，中国却独领风骚稳居第一，这是一项连美国都没能攻克的技术。不是他们不想搞，而是努力多年依然没搞出来。

2000年，美国政府牵头组织多个国家实验室和大型企业，期望攻克这一技术难关，但最后却无果而终。2012年，再次邀请激光企业加入组织共同研发，至今依然没能交出合格产品。

3D打印钛合金构件技术，我国早就研发成功并应用到实践中，在C919大飞机生产制造中，这一技术贡献很大。

C919包括中央翼缘条、主风挡窗框等多个重要部件，都采用了3D打印技术进行制造。2009年，中国工程院院士、北京航空航天大学教授王华明攻克多项技术难关，依靠3D激光钛合金打印技术，带领团队耗时55天，成功制造出机头主风挡窗框。

你还别觉着55天制造一个风挡窗框很漫长，如果依靠传统制作方法，这根本就是一个不可能完成的任务。更重要的是，3D激光打印技术制作风挡窗框，不但制作速度快，而且成本低，综合成本还不足欧洲锻造模具费的10%。

另外，3D打印技术生产出来的中央翼缘条，更是传统工艺所不能比的。这根打印出来的钛合金条，如果用传统方法制造，需要使用1607公斤毛坯锻件，而使用3D打印技术，只需要136公斤精坯就能制造出质量更好的部件，并且制造速度更快。

凭着“多快好省”的特性，3D打印技术和C919简直就是绝配，因为3D打印制造出来的各种零部件，完全不需要经历铸模、锻造的过程，直接在电脑上建好模型，然后直接用打印机把钛合金粉末打印成需要的部件就可以了，而且一体打印成型，部件可靠性比传统制造方法要强很多。

3D激光打印技术用途广泛，除了应用在工业领域之外，还可以为医学、考古等提供助力。2022年3月初，王华明在《院士开讲》栏目中表示，在未来，这一技术必将彻底改变现有的生产流程，依靠“高效率、高精度、高性能”的优势，助力我国产业升级，实现冲击高端制造业的目标。

200多年前，瓦特发明了蒸汽机，掀开了近代工业革命的序幕，当年欧洲国家把握住时代机遇，迅速发展成为世界强国。现在，3D激光打印技术的快速发展和广泛应用，也许会成为新一次工业革命的起点，而我国目前已经成为这一技术的执牛耳者。曾经我们因为历史的原因，错过了当年的发展机遇，现在我们蓄力奋发，必定不会再错过这一次机会。

作者：芒果很忙

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