航空和航天業(ye) 是最早將增材製造（AM）用於(yu) 研發計劃和規模生產(chan) 的行業(ye) 之一，尤其航天業(ye) 正在加速3D打印的采用。

△3D打印設計自由，圖片由波音公司提供

從(cong) 企業(ye) 巨頭（波音、洛克希德-馬丁和SpaceX）到早期企業(ye) ，世界各地的公司都在利用3D打印硬件、材料和軟件，同時推動對3D打印技術的投資。在2021年，我們(men) 看到整個(ge) 行業(ye) 都在擁抱3D打印技術，在新冠疫情大流行的情況下，2022年將會(hui) 獲得回報。

近日，國外媒體(ti) 3DPrint采訪了五位行業(ye) 專(zhuan) 家，以了解更多關(guan) 於(yu) 2021年的趨勢以及2022年航空航天領域3D打印的情況。他們(men) 分別是波音3D打印副總裁Melissa Orme、Nexa3D公司的首席執行官兼聯合創始人Avi Reichental、VELO3D的創始人兼首席執行官Benny Buller、Relativity Space的聯合創始人Jordan Noone和EOS北美金屬技術高級經理Ankit Saharan。

波音3D打印副總裁Melissa Orme表示："2021年，3D打印行業(ye) 認識到，預測性建模是質量的關(guan) 鍵，數字線程對規模和質量控製至關(guan) 重要，這種認識導致了3D打印工藝建模、創建數字孿生以及數字線程數據存檔平台等軟件公司的成熟和出現。"

2021年，波音公司3D打印部門保持活躍，建立了一個(ge) 完全控製的分布式3D打印網絡，直接在EOS 3D打印機上遠程安全地生產(chan) 零件，並且3D打印航空級材料，為(wei) 飛機製造部件。Orme指出，波音仍然專(zhuan) 注於(yu) 3D打印的數字化，已經將大約40%的價(jia) 值流連接到數字鏈，並通過模擬指導3D打印構建。”

"我們(men) 的自動數據流以通用的格式歸檔到我們(men) 的3D打印數據庫中，可以訪問和使用，不斷優(you) 化我們(men) 的價(jia) 值鏈。"

Nexa3D公司的首席執行官兼聯合創始人Avi Reichental介紹說：“雖然金屬3D打印在航空航天領域占據了大部分的市場，但聚合物也有一個(ge) 巨大的、不斷增長的市場。許多將金屬3D打印納入其業(ye) 務的航空航天製造商也投資於(yu) 聚合物解決(jue) 方案，因為(wei) 3D打印變得更加成熟了。”

Reichental認為(wei) ："我們(men) 將繼續看到3D打印輕量化在航空航天領域發揮作用，包括與(yu) 人有更多接觸的機艙和內(nei) 部部件。"

△配備NXE 400 3D係統的Nexa3D客戶體(ti) 驗中心，圖片由Nexa3D公司提供

Velo3D的創始人兼首席執行官Benny Buller對明年3D打印在航空航天領域的發展有一個(ge) 非常特別的看法。他認為(wei) DfAM（為(wei) 增材製造而設計）限製了設計自由。

他表示："在2022年，工程師將看到DfAM（為(wei) 增材製造而設計）的桎梏被移除，允許打印他們(men) 想要和需要的零件，包括更輕的零件，性能更好的零件，以及將許多零件合並成一個(ge) 零件。它還將允許航空航天公司複製無法通過傳(chuan) 統供應鏈采購的遺留部件，而不必為(wei) 增材製造進行設計。一旦消除了這些限製，工程師將從(cong) 頭開始製造新的航空航天係統，優(you) 化性能。"

△XB-1將使用在Velo3D的藍寶石係統上製造的鈦合金3D打印部件飛行，圖片來源：Boom Supersonic和Velo3D

Omren預測：在2022年，可持續性將成為(wei) 人們(men) 關(guan) 注的重要焦點。例如，波音公司最近發起了一項3D打印可持續發展倡議，以定量研究不同製造工藝方案和零件類型的可持續發展效益。

它也在加倍努力回收粉末和過濾冷凝物，調查支撐結構的回收情況，在設計零件時變得更聰明，以便不需要支撐結構，並使用模擬來減少消耗能量和產(chan) 生廢物的構建迭代。

"與(yu) 大多數傳(chuan) 統製造工藝相比，3D打印使用的材料要少得多，從(cong) 而減少了碳足跡，"Omren說。"3D打印還允許對零件進行優(you) 化，使重量更輕，並能以更小的體(ti) 積空間實現功能，這意味著可以利用3D打印來優(you) 化車輛，更加流線型，減少阻力，並在使用中需要更少的燃料。"

3D打印可以解決(jue) 複雜的工程問題，製造專(zhuan) 門的零件，我們(men) 在2021年看到了太空3D打印的激增。

Relativity Space的聯合創始人Jordan Noone估計，2021年進入市場的每個(ge) 新火箭發動機上都有3D打印的部件。

△Relativity Space的聯合創始人Jordan Noone，圖片由Relativity Space提供

EOS北美金屬技術高級經理Ankit Saharan說：在過去的一年裏，3D打印在太空行業(ye) 有了更多的應用，EOS從(cong) 采購的角度有相當多的活動，所以Saharan預計在進入新的一年後，空間適應性的使用會(hui) 繼續增長。

"我們(men) 看到多元化進入了更新的應用領域和垂直領域，如半導體(ti) 、消費電子和可再生能源，重新關(guan) 注產(chan) 品開發和生產(chan) 。我們(men) 預計2021年的趨勢將持續到2022年，並有一些額外的增長機會(hui) ，特別是隨著新材料不斷上線。首先，銅和銅合金正在成為(wei) 一種關(guan) 鍵材料，在3D打印行業(ye) 的重要性隻會(hui) 增加，因為(wei) 它對許多高度工程化的應用至關(guan) 重要。”

雖然銅的加工很棘手，但EOS稱它已經完善了3D打印成功所需的流程。到2022年，公司預計對H13等工具鋼以及純鎳和鎢等純金屬的各種應用的興(xing) 趣將得到重振。

△EOS北美金屬技術高級經理Ankit Saharan

Noone表示："3D打印行業(ye) 將目睹零件設計的數字工具繼續不合格，我們(men) 使用的是20世紀70年代的計算機文件格式，我們(men) 使用的是打印技術發明之前開發的CAD工具，而將一個(ge) 零件從(cong) 設計到裝入打印機的工作流程是非常費力的。"

目前的工具是不夠的，這位專(zhuan) 家已經與(yu) 風險投資公司Embedded Ventures將創業(ye) 組合的三分之一集中在數字工程工具上，為(wei) 先進的硬件設計提供解決(jue) 方案，包括孵化的公司KittyCAD。

"隨著越來越多的航天公司獲得融資，迭代速度是關(guan) 鍵。隨著該行業(ye) 的進一步飽和，通過像打印這樣的靈活工具對迭代速度進行投資將變得更加重要。"

按照這種速度，在未來十年，航空航天業(ye) 將繼續重新塑造自己，同時推動增長和提升價(jia) 值，采用當前的3D打印趨勢，並推動進一步投資。隨著3D打印的發展，它將為(wei) 飛機製造商和地球外的幻想家的創新提供動力。