民用飞机增材制造技术应用发展趋势

doi:10.7527/S1000-6893.2023.29677

综述

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民用飞机增材制造技术应用发展趋势

司瑞¹(), 陈勇²

^1.中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，北京　102211
^2.中国商用飞机有限责任公司，上海　200436

收稿日期:2023-09-05 修回日期:2023-09-21 接受日期:2023-10-17 出版日期:2024-03-15 发布日期:2023-12-13
通讯作者: 司瑞 E-mail:sirui@comac.cc

Application trends of additive manufacturing technology for civil aircraft

Rui SI¹(), Yong CHEN²

^1.Beijing Aircraft Technology Research Institute，Commercial Aircraft Corporation of China Ltd，Beijing 　102211，China
^2.Commercial Aircraft Corporation of China Ltd，Shanghai 　200436，China

Received:2023-09-05 Revised:2023-09-21 Accepted:2023-10-17 Online:2024-03-15 Published:2023-12-13
Contact: Rui SI E-mail:sirui@comac.cc

摘要/Abstract

摘要：

增材制造（AM）在复杂结构一体化成形、缩短生产周期和提高材料利用率方面优势显著，已成为实现民用飞机结构快速设计验证、减重降本增效、敏捷航材支援及维修维护应用的重要技术。基于增材制造技术的发展历程，深入剖析了增材制造在民用飞机领域的应用优势及现状，对材料工艺、质量控制、适航要求和经济性等方面的关键挑战进行了详细阐述，并结合增材制造材料供给能力、工艺装备及软件系统性能的提升、产业政策的支持和产业链条的逐渐完善讨论了增材制造技术应用机遇；基于未来发展需求，展望了民用飞机增材制造技术创新应用的发展趋势。

关键词: 民用飞机, 增材制造, 轻量化结构, 一体化成形, 智能化制造

Abstract:

With the significant advantages in forming complex structures and integrated designs shortening production cycles and improvement of material utilization， Additive Manufacturing （AM） has become an important technology in realizing the rapid design cycles， the verification of civil aircraft structures， the weight reduction， the cost reduction and efficiency improvement， the agile aerospace material support， and the applications for maintenance repair operating. Based on the history of additive manufacturing technology， the advantages and state-of-the-art developments of AM in the field of civil aircraft are detailed analysed. Key challenges in material， process， quality control， airworthiness requirements， and economics are elaborated in depth. The improvement in AM material supply chain， process equipment and software systems， the support of industrial policy and the gradual improvement of the industrial supply chain are also examined. Finally， based on the future development needs of civil aircrafts， a forecast of future development trends of the AM application for civil aircrafts are discussed.

Key words: civil aircraft, additive manufacturing, lightweight structure, forming of integrated structures, smart manufacturing

中图分类号:

V260

司瑞, 陈勇. 民用飞机增材制造技术应用发展趋势[J]. 航空学报, 2024, 45(5): 529677-529677.

Rui SI, Yong CHEN. Application trends of additive manufacturing technology for civil aircraft[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2024, 45(5): 529677-529677.

图/表 17

表1

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参考文献 74

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材料喷射	液态光敏树脂或熔融态的蜡	化学反应粘结或将熔融材料固化粘结	用于实现化学反应粘结的辐射光源或实现熔融材料固化粘结的温度场
粘结剂喷射	粉末、粉末混合物或特殊材料及液态粘结剂、交联剂	化学反应和（或）热反应固化粘结	取决于粘结剂和（或）交联剂，与所发生的化学反应相关
粉末床熔融	热塑性聚合物、纯金属或合金、陶瓷等各种不同粉末	热反应固结	激光、电子束和（或）红外灯等产生的热能
材料挤出	线材或膏体，典型材料包括热塑性和结构陶瓷材料	热黏结或化学反应粘结	热、超声或部件之间的化学反应
定向能量沉积	以金属为主的粉材或丝材，为实现特定用途可加入陶瓷颗粒	热反应固结（熔化和凝固）	激光、电子束、电弧或等离子束等
复合增材制造	纸、金属箔、聚合物等复合片材	热反应、化学反应结合或超声连接	局部或大范围加热，化学反应和超声换能器

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民用飞机增材制造技术应用发展趋势

Application trends of additive manufacturing technology for civil aircraft

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