3D打印技術(shù)作為一項前瞻性和國家戰(zhàn)略性技術(shù)，其工程應(yīng)用性很強(qiáng)，領(lǐng)域跨度很大，對未來制造業(yè)，尤其是高端制造業(yè)的發(fā)展十分重要。新一代武器裝備不斷向高性能、高可靠性、長壽命、低成本方向發(fā)展，越來越多地采用整體結(jié)構(gòu)，零件趨向復(fù)雜化、大型化。中航工業(yè)南京機(jī)電產(chǎn)品眾多，其中不乏許多尺寸較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu)件，帶有復(fù)雜內(nèi)流道及型腔的結(jié)構(gòu)件，這些結(jié)構(gòu)件應(yīng)用傳統(tǒng)工藝制造難度大、周期長、合格率低，很難滿足科研生產(chǎn)的需求，已成為南京機(jī)電零部件制造的瓶頸性問題。為了解決這些瓶頸問題，3D打印技術(shù)被推上南京機(jī)電科研生產(chǎn)的“舞臺”勢在必行。

3D打印技術(shù)在國內(nèi)外均受到重視并在很多行業(yè)領(lǐng)域得到了大力的推廣和應(yīng)用，如汽車、模具、醫(yī)療、生物、陶瓷及航空航天等領(lǐng)域，并得到國內(nèi)政策法規(guī)的大力支持。3D打印技術(shù)是以數(shù)字化、人工智能化及新型材料應(yīng)用為特征的增材制造生產(chǎn)方式，幾乎可以成型任意形狀零件，被稱為未來的標(biāo)志性技術(shù)之一。3D打印技術(shù)是在計算機(jī)的控制下基于增材制造原理，立體逐層堆積離散材料，進(jìn)行零件原型或最終產(chǎn)品的成型與制造技術(shù)。該技術(shù)以計算機(jī)三維設(shè)計模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，將3D實體變成若干個2D平面，利用激光束、電子束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、熱塑性材料等特殊材料進(jìn)行逐層堆積粘結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品，在一定程度上能解決一些傳統(tǒng)加工技術(shù)無法解決的問題。而其中金屬3D打印技術(shù)作為整個3D打印體系中最前沿和最有潛力的技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。其在航空領(lǐng)域的研究推廣將解決一批由于現(xiàn)有加工技術(shù)的先天不足而導(dǎo)致的產(chǎn)品設(shè)計、性能方面研發(fā)的空間限制，將為航空產(chǎn)品的科研生產(chǎn)提供一種新思路。

在航空航天領(lǐng)域，3D打印技術(shù)主要應(yīng)用于制造機(jī)身結(jié)構(gòu)件、飛機(jī)附件、發(fā)動機(jī)零部件等。運用3D打印技術(shù)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)時具有如下優(yōu)點：（1）輕量化減重結(jié)構(gòu)：利用中空夾層、薄壁加筋、鏤空點陣及內(nèi)置蜂窩等結(jié)構(gòu)，在保證產(chǎn)品性能的同時最大限度的實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化。（2）復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)：零件的內(nèi)腔形狀、尺寸、布局可以根據(jù)功能需求進(jìn)行自由設(shè)計，從而實現(xiàn)“功能優(yōu)先”的設(shè)計理念。（3）整體化功能集成：對于復(fù)雜零件進(jìn)行整體化功能集成可大大減少零件數(shù)量，降低裝配風(fēng)險，實現(xiàn)減重并增加可靠性。（4）快速研制與快速制造（制毛坯）：加速產(chǎn)品研制進(jìn)程，加速迭代，可大幅度縮短復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件的生產(chǎn)周期，增加材料的利用率。（5）組合制造：充分利用3D打印工藝和傳統(tǒng)加工工藝（鍛造、鑄造、機(jī)械加工等）各自的優(yōu)勢，對復(fù)雜零件進(jìn)行組合制造，實現(xiàn)產(chǎn)品和交貨期的最佳匹配。（6）修復(fù)與再制造：對于生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品加工缺陷或服役期間的磨損進(jìn)行修復(fù)與再制造，恢復(fù)產(chǎn)品幾何及力學(xué)性能，降低成本并減少能源消耗。

南京機(jī)電十分重視3D打印技術(shù)在公司內(nèi)的推廣與應(yīng)用。結(jié)合科研生產(chǎn)任務(wù)，3D打印技術(shù)已經(jīng)運用于南京機(jī)電難交付復(fù)雜零部件的加工生產(chǎn)，突破了某些瓶頸問題，解決了某些關(guān)鍵性工藝技術(shù)問題，實現(xiàn)了復(fù)雜薄壁零部件的制造。例如，現(xiàn)研制產(chǎn)品中存在傳統(tǒng)加工手段較難實現(xiàn)和生產(chǎn)加工周期較長無法滿足交付需求的零組件，如輔助動力的渦殼組件、發(fā)動機(jī)驅(qū)動泵、殼體及安裝座等。可將3D打印技術(shù)運用于這些產(chǎn)品零件毛坯的試制生產(chǎn)。其中，渦殼組件屬于薄壁殼體類零件，由渦殼、高壓進(jìn)氣罩、蒙皮及接頭四部分組成，材料為高溫合金，該零件鑄造難度大，鈑金成型困難。根據(jù)渦殼組件的實際使用條件，現(xiàn)采用3D打印技術(shù)結(jié)合機(jī)加工藝完成渦殼組件加工。其中渦殼尺寸大，懸空結(jié)構(gòu)多，3D打印時零件易發(fā)生收縮、翹曲變形，而且尺寸精度控制難度大，通過采取某些措施有效的控制了變形并保證了尺寸精度。該3D打印渦殼組件通過了性能試驗，已經(jīng)成功運用在航空產(chǎn)品中。不銹鋼材料的分油蓋既帶有球形殼體又有復(fù)雜內(nèi)流道和型腔，傳統(tǒng)采用鑄造，分塊制造并進(jìn)行組焊的方式，加工工藝難度大，研制周期長?，F(xiàn)采用3D打印技術(shù)，通過成形工藝優(yōu)化，實現(xiàn)分油蓋零件的一體化制造，根據(jù)功能要求設(shè)計復(fù)雜內(nèi)流道，減少了加工工序，研制周期縮短了50%，產(chǎn)品合格率顯著提升，目前已完成交付使用。

通過快速成型方法，不僅可以快速實現(xiàn)精密毛坯的生產(chǎn)，也能夠快速的響應(yīng)設(shè)計更改的需求。“十三五”期間，南京機(jī)電將規(guī)劃工藝實驗室，籌建3D打印工作站，推進(jìn)3D打印技術(shù)在南京機(jī)電產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，并將促進(jìn)南京機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的解放與提升，對未來新研產(chǎn)品零組件結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了更廣闊的工藝實現(xiàn)支持，對新一代武器裝備的輕量化、高性能提供了技術(shù)支持。