3D 打印在航空航天和國防領(lǐng)域主要用于直接制造。其次，在設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程中的應(yīng)用也必不可少。相比傳統(tǒng)制造，用3D 打印技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證省時(shí)省力。3D 打印還可以應(yīng)用于維修領(lǐng)域，不僅能夠極大的簡化維修程序，還可以實(shí)現(xiàn)很多傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn)的功能。

    航空航天和國防工業(yè)是直接受益于3D 打印技術(shù)發(fā)展的行業(yè)之一，也是3D打印技術(shù)的主要應(yīng)用市場。3D 打印技術(shù)商業(yè)化不久就開始被應(yīng)用于航空航天和國防。上世紀(jì)90 年代，以波音和貝爾直升機(jī)為代表的美國廠商就開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用于非結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。截至2014 年，波音公司已經(jīng)將幾萬件3D打印的零部件用在了十多款型號(hào)的飛機(jī)上。

   在航空航天設(shè)備的管件零部件方面，3D 打印在航天器動(dòng)力系統(tǒng)上也有諸多應(yīng)用。例如，2010年空客將GE 生產(chǎn)的LEAP-1A 發(fā)動(dòng)機(jī)作為A320neo 飛機(jī)的選配，并獲得了歐洲航空安全局（EASA）的認(rèn)證和美國聯(lián)航空管理局(FAA)的認(rèn)證。在LEAP 發(fā)動(dòng)機(jī)中，就帶有3D 打印的燃油噴嘴。該噴嘴采用一體成型，將原先20 多個(gè)部件變成了一個(gè)，但是其中的管路、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)卻完全沒有變化。新的燃料噴嘴采用直接金屬激光3D 打印技術(shù)層層融化金屬粉體而成，也不需要傳統(tǒng)的零部件組裝或者焊接。除此之外，與傳統(tǒng)制造的噴油嘴相比，它的重量輕了25%，但是強(qiáng)度卻增加了5 倍。作為GE 下一代LEAP 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分，3D 打印的燃油噴嘴最終能夠?yàn)槊考苁褂肔EAP 發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)每年節(jié)省300 萬美元，GE 希望到2020 年具備每年制造超過44000 個(gè)3D 打印燃料噴嘴的能力。在此外，GE 公司還在2015 年4 月將3D 打印一體成型的T25 傳感器殼體用在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中，目前已被安裝在超過400 個(gè)GE90-94B 發(fā)動(dòng)機(jī)中。該零部件處于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓縮機(jī)的入口處，T25 傳感器負(fù)責(zé)為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供壓力和溫度的測量數(shù)據(jù)。GE90-94B 發(fā)動(dòng)機(jī)可以為波音777 寬體飛機(jī)提供動(dòng)力。

   在國內(nèi)的航空航天的3D 打印應(yīng)用方面，C919 就應(yīng)用了眾多3D 打印的零部件。其中，C919機(jī)翼的主要承重部件，機(jī)翼中央翼緣條是由西工大鉑力特公司用3D 打印的技術(shù)生產(chǎn)。在C919的前機(jī)身和中后機(jī)身大部段，飛而康科技為其提供的3D 打印零部件包括了搖臂、輪槽、地板卡夾、前上導(dǎo)向輪槽等諸多鈦合金零部件。

3D 打印的行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢主要包括復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)、滿足輕量化需求、提升強(qiáng)度和耐用性和節(jié)省成本四個(gè)方面。借助這些優(yōu)勢，我國航空航天和國防工業(yè)有望實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，縮小與國外的差距。

   目前3D 打印大規(guī)模應(yīng)用的最大障礙是質(zhì)量問題。3D 打印使用的材料以金屬粉末材料為主，成型件和傳統(tǒng)方式加工的產(chǎn)品在特性上存在差異，需要經(jīng)過長時(shí)間的驗(yàn)證后才能應(yīng)用于關(guān)鍵零部件。3D 打印技術(shù)的限制主要在材料、成本和結(jié)構(gòu)完整性三個(gè)方面。

    3D 打印技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴、國防裝備再制造、飛機(jī)大型金屬結(jié)構(gòu)件、無人機(jī)快速制造和太空探索項(xiàng)目上，每一項(xiàng)應(yīng)用都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。2017年全球3D打印在航空航天領(lǐng)域市場規(guī)模達(dá)到13.8美元。

圖表 2016-2017年航空航天行業(yè)3D打印規(guī)模