小批量生產(chǎn)
對于航空航天和國防等行業(yè)，其中少量生產(chǎn)高度復雜的零件，3D打印是理想的選擇。使用該技術，無需投資昂貴的模具設備即可創(chuàng)建復雜的幾何形狀。這為航空航天原始設備制造商和供應商提供了一種經(jīng)濟有效的方式，可以經(jīng)濟高效地生產(chǎn)小批量的零件。
減輕重量
除空氣動力學和發(fā)動機性能外，重量是飛機設計時要考慮的最重要因素之一。減輕飛機的重量可以大大減少其二氧化碳排放量，燃料消耗和有效載荷。
這就是3D打印的用武之地：該技術是制造輕型零件的理想解決方案，可節(jié)省大量燃料。當與諸如生成設計軟件之類的設計優(yōu)化工具結合使用時，增加零件復雜性的潛力幾乎是無限的。
材料效率
由于3D打印過程通過逐層生產(chǎn)零件而起作用，因此大部分情況下僅在需要的地方使用材料。結果，與傳統(tǒng)的減法方法相比，它產(chǎn)生的浪費更少。
航空航天和國防應用可用的3D可打印材料的選擇范圍從工程級熱塑性塑料（例如ULTEM 9085，ULTEM 1010，PAEK，增強尼龍）到金屬粉末（高性能合金，鈦，鋁，不銹鋼）。
可用的3D可打印材料的范圍在不斷擴大，從而解鎖了先進的航空航天應用。
零件合并
3D打印的主要優(yōu)點之一是零件合并：將多個零件集成到單個零件中的能力。通過減少組裝所需的時間，減少所需零件的數(shù)量可以顯著簡化組裝和維護過程。
保養(yǎng)與維修
飛機的平均壽命在20到30年之間，使維護，修理和大修（MRO）成為行業(yè)中的重要功能。金屬3D打印技術（例如直接能量沉積）通常用于維修航空航天和軍事設備。渦輪葉片和其他高端設備也可以通過在磨損的表面上添加材料來進行修復。
3D打印的火箭零件
3D打印，尤其是金屬的3D打印，越來越多地用于制造火箭。該技術使工程師能夠創(chuàng)新火箭零件的設計并在更短的時間內(nèi)制造它們。
一個例子就是由空中客車集團和賽峰集團合資的阿里安集團開發(fā)的阿里安6號發(fā)射器的噴油頭。
噴射頭是推進模塊的核心元件之一，其將燃料混合物壓入燃燒室。
傳統(tǒng)上，噴頭是由數(shù)十個甚至數(shù)百個零件制成的，這些零件需要進行機械加工和焊接在一起。相比之下，3D打印使這些組件可以制成一體。
對于Ariane 6發(fā)射器的噴油器頭，該團隊采用了最初需要248個零件的設計，并將其縮減為一個3D打印的零件。用于零件的材料是鎳基合金。
然后使用SLM技術3D打印無法通過常規(guī)方法生產(chǎn)的零件。
雖然過去的鑄造和加工時間要超過三個月，但使用帶有四個平行激光器的EOS M 400-4 3D打印機，使用AM的生產(chǎn)時間減少到35小時。另一個優(yōu)勢包括降低了50％的成本。
用于Ariane 6發(fā)射器的3D打印噴油器頭
飛機內(nèi)部組件
空中客車
3D打印的塑料零件對于航空航天應用（例如飛機內(nèi)部）非常有用。
商用飛機的機艙內(nèi)部將需要定期更新，此過程可能涉及更換墻板等組件。定制的需求意味著零件通常會小批量生產(chǎn)?？焖僦苻D時間也是必須的。
空客就是一個很好的例子。截至2018年，該公司已經(jīng)生產(chǎn)并準備 在其商用A320飛機上安裝3D打印間隔板 。傳統(tǒng)上，將使用注塑成型來生產(chǎn)新的塑料部件，這是一種用于小批量，特殊要求和高復雜性的昂貴且復雜的過程。
借助3D打印（FDM），空中客車公司能夠生產(chǎn)具有復雜特征（如晶格結構）的組件，而無需任何額外的制造成本。結果是：隔板比傳統(tǒng)方法制造的隔板輕15％，有助于減輕飛機本身的重量。
防御系統(tǒng)的結構組件
Nano Dimension和Harris公司
在國防領域，3D打印有可能改變軍用設備末端零件的生產(chǎn)方式。當前的國防應用范圍從復雜的支架和小型監(jiān)視無人機到噴氣發(fā)動機組件和潛艇船體。
電子3D打印對于國防公司來說是一個年輕但仍在增長的領域。利用該技術，工程師目前能夠在內(nèi)部設計和生產(chǎn)復雜電路板和天線的原型。
對于制造商來說，這意味著能夠通過消除將高價值項目外包給第三方的需求來加速產(chǎn)品開發(fā)過程。
天線是3D打印如何加速電子設備設計過程的重要示例。
以哈里斯公司為例，哈里斯公司與3D打印電子系統(tǒng)制造商Nano Dimension一起，在2018年使用3D打印生產(chǎn)天線時取得了關鍵突破。
Harris Corp.和Nano Dimension成功地合作生產(chǎn)了3D打印的RF電路
工裝
拉特科和穆格飛機集團
航空航天公司還可以通過使用該技術按需生產(chǎn)定制工具設備（例如夾具和固定裝置）而從3D打印中受益。
法國航空航天制造商Latécoère使用3D打印來減少定制工具的交貨時間。以前，該公司使用CNC銑削來制造這些工具，交貨時間長達六周?，F(xiàn)在，借助FDM 3D打印機，Lateécoère可以在短短幾天內(nèi)創(chuàng)建生產(chǎn)工具-交貨時間減少了95％。
該公司聲稱，這種新的模具生產(chǎn)方法還可將成本降低40％。值得注意的是，這些工具是根據(jù)人體工程學定制的，從而使操作員的工作更加輕松，并縮短了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。
同樣，穆格飛機集團（Moog Aircraft Group）正在使用FDM 3D打印技術在內(nèi)部生產(chǎn)諸如坐標測量機（CMM）之類的工具。過去，該公司將該設備外包，整個過程需要4至6周的時間?，F(xiàn)在，穆格內(nèi)部使用3D打印，可在大約20小時內(nèi)完成CMM夾具的制作。以前成本超過2,000英鎊的燈具現(xiàn)在可以制造幾百磅。
備件
衛(wèi)星電視
航空航天公司非常依賴于備用零件和替換零件，因此對于這種應用的需求越來越短。
為了滿足這一需求，航空航天業(yè)的供應商必須找到方法以更快地提供制造服務。增材制造使備件可以在需要時快速生產(chǎn)。反過來，這減少了對大量庫存的需求，有助于降低庫存成本并確保零件在本地生產(chǎn)。
Satair是空中客車的子公司，專門從事零配件的分銷，提供增材制造的塑料和金屬零件。
備件供應商使用3D打印來生產(chǎn)定制的零件和工具，該技術有助于大大縮短交貨時間并簡化復雜的供應鏈物流。通過這種戰(zhàn)略方法，該公司能夠通過快速生產(chǎn)用于維護操作的備件來縮短周轉時間。
航空航天和國防工業(yè)在增材制造市場中占有重要份額。原因很簡單：增材制造提供了巨大的價值，從提高飛機性能到為零件生產(chǎn)提供更靈活的方法。
然而，向生產(chǎn)邁進需要增材制造來克服某些挑戰(zhàn)。其中包括3D打印零件的認證，更好的過程可重復性和安全性。
但是，隨著對3D打印工藝和材料的開發(fā)和認證投入了大量資金，航空航天和國防工業(yè)3D打印的未來無疑是光明的。
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