3D+在航空航天领域的应用

在航空航天领域，3D打印技术与传统铸造工艺相结合的新型铸造工艺——“3D⁺”铸造工艺，为航空航天带来了新的发展机遇。

“3D⁺”铸造工艺：是以砂型3D打印工艺为基础，融合应用“三新”技术（新技术、新材料、新工装）的工艺方法，成本进一步降低，效率、质量大幅提升，实现高端制造、快速制造、智能制造、绿色制造，推动传统铸造模式的颠覆性变革。

“3D⁺”铸造工艺在提高生产效率、降低成本、提高产品质量等方面发挥着重要作用，以直升机机匣制造为例，一起看这项技术在航空航天领域应用的优势。

涡轴发动机

作为直升机涡轴发动机核心结构部件之一的机匣，其主要功能是包容和支撑发动机内部组件（如压气机、涡轮、燃烧室等），同时承受气动载荷、机械载荷和热载荷，是航空铸造领域的典型产品。

在铸造领域，机匣材料以镁合金、铝合金为主，内部设有大量直径3-15mm的纵横交错油路，成型难度极高，同时对砂型强度、发气量、尺寸精度有较高要求。

当前，随着砂型3D打印技术的不断进步，可实现复杂油路芯等可一体成型，为直升机机匣的制造带来了变革。

传统铸造需制作木模/金属模（耗时2-6个月），修改成本高，而3D打印可直接将三维模型打印为砂型，无需模具，开发周期缩可短至7-15天（如赛峰集团某型机匣试制周期从90天压缩至12天）。

传统铸造的分型面、拔模斜度等限制导致油路、筋板等结构需简化，而3D打印技术可成型各种复杂油路（最小孔径3mm）、异形加强筋（如拓扑优化的镂空结构），砂型可实现一体化成型，减少组芯、造型带来的错型风险（如GE某直升机传动箱砂型分块从12块减至3块）。

砂型支持铝合金（如ZL114A）、镁合金（如ZM5）等材料的铸造，同一砂型打印机可通过调整树脂加入量等技术参数，灵活调整砂型强度、发气量，同时可通过三维模型的切换可实现“今天打印铝机匣，明天打印镁机匣”的快速调整。

共享智能装备砂型3D打印技术经过不断更新迭代，目前已成功在航空航天领域大规模应用，例如为山西某公司生产的砂型具备低发气量（10ml/g以下）、高精度等特点。同时针对镁合金铸造，也可依据阻燃工艺在砂型中加入相应阻燃剂，解决镁合金铸造燃烧缺陷。