航空航天飛機(jī)的輕量化主要通過使用纖維增強(qiáng)塑料、鋁和鈦來實(shí)現(xiàn)。另一方面，這種材料的加工也為機(jī)床制造行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。“為了不斷改進(jìn)航空航天領(lǐng)域復(fù)雜構(gòu)件及生產(chǎn)流程，整個(gè)價(jià)值鏈上的各個(gè)技術(shù)模塊都需要緊密協(xié)作，相互補(bǔ)充”加工創(chuàng)新網(wǎng)辦事處的負(fù)責(zé)人布普強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)成員以聯(lián)合展團(tuán)的形式參加了2017年漢諾威EMO展。

根據(jù)德國(guó)機(jī)床協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)表明，4.1%的機(jī)床都由來自航空航天領(lǐng)域的采購(gòu)商所購(gòu)得。如果參考德國(guó)機(jī)床整體生產(chǎn)水平(2015年：約112億歐元-整機(jī)，非零部件)，其中該行業(yè)所占份額為4.6億歐元。在過去幾年中，這一數(shù)字呈明顯的上升趨勢(shì)。2013年該行業(yè)所占市場(chǎng)份額僅為3.6%，2011年也只有2.5%。究其原因是增材制造工藝在航空航天領(lǐng)域的地位日益重要。

德國(guó)漢諾威生產(chǎn)工程與機(jī)床研究所生產(chǎn)工藝部門主任格羅夫認(rèn)為，在未來幾年內(nèi)飛機(jī)的數(shù)量會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。這位科學(xué)家認(rèn)為“與此同時(shí)航空航天也將成為創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力。飛機(jī)需要更靈活，更功能集約的，更牢固的構(gòu)件，用以保證其在自動(dòng)化生產(chǎn)鏈中的高效生產(chǎn)”。迄今為止，類似A350這樣的長(zhǎng)途運(yùn)輸飛機(jī)，其整體質(zhì)量的50%是纖維增強(qiáng)塑料。這反而將對(duì)金屬構(gòu)件造成影響，因?yàn)閭鹘y(tǒng)航空材料鋁與纖維增強(qiáng)塑料的組合會(huì)導(dǎo)致接觸性腐蝕。格羅夫認(rèn)為：“我們必須使用耐腐蝕的材料，比如鈦合金，但是這種材料相較于鋁非常不耐切割。在此增材制造就是一種有針對(duì)性的制造技術(shù)。”

事實(shí)上這種技術(shù)在航空航天領(lǐng)域內(nèi)還處于蹣跚學(xué)步的階段。幾周前第一件3D打印的用于飛行控制器上的零件才隨著一架空客進(jìn)行了首飛，該零件是由利勃海爾航空航天與運(yùn)輸公司生產(chǎn)的，是用于飛行控制的液壓組件。由鈦粉制成的閥塊，作為擾流執(zhí)行器的組成部分，可以用于諸如空客A380上。據(jù)制造商所述，鈦粉材質(zhì)的閥塊和傳統(tǒng)的鈦鍛件閥塊具有相同的性能，但是卻因?yàn)槭怯筛俚膯我唤M件構(gòu)成的，所以重量也減輕了35%。

利勃海爾航空航天與運(yùn)輸公司飛行控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，起落架系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的常務(wù)董事兼首席技術(shù)官呂文斯得出結(jié)論：“在我們將3D打印工藝全面應(yīng)用到航空工業(yè)中之前，還有一些工作需要處理。需要對(duì)粉狀材料的激光參數(shù)和后期加工直到最終成品的所有流程鏈上的環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，從而來優(yōu)化這項(xiàng)技術(shù)的穩(wěn)定性，成熟度以及經(jīng)濟(jì)性。”不過，3D打印技術(shù)的潛能和愿景將對(duì)未來幾代飛機(jī)的研發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。漢諾威的EOS 有限公司對(duì)增材制造在航空航天領(lǐng)域的作用進(jìn)行了展示，該公司展出的是一個(gè)用于Ariane-6-上級(jí)驅(qū)動(dòng)火箭驅(qū)動(dòng)器Vinci的噴鑄頭，這個(gè)噴頭通常由248個(gè)構(gòu)件組成，并且由不同的生產(chǎn)步驟進(jìn)行生產(chǎn)和組裝。在注塑件方面，會(huì)通過在銅套上打8000多個(gè)橫向孔，與122個(gè)噴鑄元件精確地?cái)Q到一起，用以混合元件中流動(dòng)的氫氣與氧氣。制造商將借助3D打印技術(shù)對(duì)此類鑄件進(jìn)行高效生產(chǎn)。A增材制造本身可以將功能集成、輕量化、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)以及縮短單個(gè)部件的生產(chǎn)時(shí)間等功能集于一身。生產(chǎn)最初是在EOS M 290上進(jìn)行并逐步完成的。然后在更大的EOS M 400-4系統(tǒng)上完成縮放。借助激光技術(shù)，可以四倍的速度制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件。

憑借這種與單激光系統(tǒng)相比更高的生產(chǎn)率，AiO噴鑄頭的制造時(shí)間縮短了3倍，成本也降低了50%。由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，材料特性得到改良，與鑄件質(zhì)量相比壁厚大大降低了-同時(shí)堅(jiān)固性不變。重量減輕25%意味著減少了安裝時(shí)間，同時(shí)也降低了成本。