增材製造技術最重要的應用首推航空航天領域。美國“增材製造路線圖”把航空航天需求作（zuò）為增材製造的第一位工業應用目標，波音、GE、霍尼（ní）韋爾、洛克希德?馬丁等美國著名（míng）航空航天企業都是美國增材製造創新（xīn）研究所（NAMII）的成員單位。澳大利亞政府於2012年2月宣布支持一項航空航天領域革命（mìng）性的項（xiàng）目“微型（xíng）發動機（jī）增（zēng）材製造技術”。2012年9月（yuè），英國（guó）技術戰略（luè）委員會特別專家組在一份題為“Shaping our National Competency in Additive  Manufacturing”的專題報告中，也把航空航天作為（wéi）增材製 造技術的首要應用領域。 

1 增材製（zhì）造技術的（de）優勢 

金屬3D打印粉（fěn）以3D打印製造技術為例，作為信息化和製造技術的高度融合，3D打印能夠實現高性能複雜結構金屬零件的無模具、快速、全致密、近淨成形，特（tè）別是對於激光立體成形（xíng）和修複（fù）的零（líng）件，其力學性能同鍛件性能相當，成為了應對航空發動機與燃氣（qì）輪機（jī）領域技術挑戰的最佳新技術途徑。相（xiàng）對傳統製造技（jì）術，3D打印技術具有以（yǐ）下（xià）十大潛（qián）在優勢（shì）。 

（1） 降低製造成本。對於傳統製造，產品形狀越（yuè）複（fù）雜，製造成本越高。3D打印不會因為產品形狀的複雜程度提高而消耗更多的時間或（huò）成本（běn），針對航空發動機為追求性能而呈現的大量形狀複雜的零件製造（zào），3D打印無疑具有（yǒu）優勢（shì）。 

（2） 適於產品多樣化。航空發動機本身就是“試出來的”產品（pǐn），研製過程需要多次反複（fù）修改設計，傳統上每一（yī）輪改（gǎi）進（jìn）都（dōu）需要對（duì）模具進行修改（gǎi）並增加（jiā）製造成本，3D打印不需要針對產品的形狀改變（biàn）而修改模具。 

（3） 最（zuì）小（xiǎo）化裝配和減重。通過（guò）拓撲優化設計（jì），3D打印可以打印（yìn）組合零件，減少產品裝配並降低產品重量。 

（4） 即（jí）時交（jiāo）付。3D打印可以按（àn）需打印，從而大大壓縮航空發動機部（bù）分長周期零（líng）件的試製周期。 

（5） 拓展設計（jì）空間。受傳統製造方式限製，產品隻能（néng）根據工藝的可實現性來設計，如航空發動機渦輪（lún）葉片上氣模孔的形狀隻能是圓形。3D打（dǎ）印可（kě）以使渦輪葉片的氣模孔（kǒng）根據冷卻效果要求設計成橢（tuǒ）圓形或其他任意形狀金屬3D打印粉。 

（6） 降（jiàng）低技能要求。傳統上，航空發動（dòng）機（jī）很多零件製造對操作人員技能有很高要求，甚至出現過個別零件隻能由1人或少數幾人製造的情形。3D打（dǎ）印從設計文件中獲取（qǔ）各種指令，製造同樣複雜的產品，3D打印機所需的操作技能遠低於傳統鑄（zhù）造。 

（7） 便攜製造。傳統的鑄造、鍛造一般僅能製造（zào）比設備小的產品。3D打印機調試好後，打印設備可以自由移動，製（zhì）造出比自（zì）身設備還要大的產品。

（8） 降低浪費（fèi）。與傳統加工減材製造（zào）相反，3D打印製造屬於增材製造，航空發動機與燃（rán）氣輪機所使用的大（dà）量傳統金屬加工，大量原材料都（dōu）在加工過程中（zhōng）被廢棄，而3D打印的“淨成形”大幅減少金屬製造浪費量（liàng）。 

（9） 材料組合。對於傳統航空發（fā）動（dòng）機與燃氣輪機製造（zào）方式來講，將不同材料組合（鑄造、鍛造等）成單一產（chǎn）品非常困難，3D打印有能力將不同原材料融合在一起。 

（10） 精確實體複製。類似於（yú）數字文件複製，3D打印未來將使得數字複製擴展到（dào）實體領域，實現異地零（líng）件複製（zhì）。 

2 應用現狀（zhuàng） 

2.1 直接製（zhì）造領域 

金屬3D打印粉（fěn）零件的直接增材製造的技術構思，由美國聯合技術研究中（zhōng）心（UTRC）在（zài）1979年首先提出（chū），其應用對象就是製造航（háng）空發動機渦輪盤[2]。1994年，國際三大航空發動機公司之一（yī）的英國羅爾斯?羅伊（yī）斯公司（sī）（Rolls-Royce）與英國Crankfield大學一起探索航空發動機機（jī）匣的激光立體成形（LSF）製造技術。2000年，美國波音公司首先（xiān）宣布采用LSF技術製造的三個鈦合金零件在F-22和F/A-l8E/F飛機上獲得應用，並在2001年製定了（le）LSF技術的美國國家標（biāo）準（該標（biāo）準在2011年進行（háng）了修訂），由此（cǐ）在全球掀起了金屬零件直（zhí）接增材製造的第一次（cì）熱（rè）潮。