關於3D打印進入到產業化應用領域面臨的挑戰，3D科學谷曾發佈過一篇《3D打印要如何迎接挑戰以適合汽車行業生產的需求？》的文章，那麼對於航空航天行業來說，3D打印所面臨的主要挑戰又是哪些呢？
圖：產業化的3D打印
3D打印與材料科學
增材製造的早期採用者一直是航天工業，通過3D打印技術來處理非常複雜（通常是定製）的組件。增材製造使設計師能夠優化組件的設計，並生產非常複雜的產品，而不會產生高成本，並且避免了開模過程，從而縮短了交付週期。
2018年，航空航天行業面臨著前所未有的績效壓力，一方面是越來越多的乘客對全球旅行需求的不斷增加，另一方面是飛機制造面臨著更高的性能要求，更低的製造、運行、維護成本需求，可持續性和效率是航空航天行業所關心的話題。
2016年，增材製造市場總規模估計為60.63億美元，其中航空航天佔整個市場的18.2％。到2022年，整個市場預計將增加到262億美元。
典型的航空航天部件的材料浪費在90-99％之間，從長遠和地球資源的可持續性發展角度看，如此高的浪費在商業上是不可行的，而增材製造不僅僅提升了零件的性能，還從節約材料方面為航空航天製造業打開了另一扇門。
十多年來，航空航天工業一直在探索增材製造工藝的應用。在理解3D打印技術及其侷限性方面已經取得了很大進展。只有當人們開始探索通過工藝鏈（粉末合金，增材製造加工和熱處理）過程中所發生的材料科學時，工業化的技術路線圖才會變得更加清晰。當增材製造被認為是製造材料而不僅僅是形狀的工藝，思維就會發生變化。
認證、檢測、工藝、成本的重重挑戰
那麼3D打印要如何迎接挑戰以適合航空航天領域生產的需求？
1. 首先，必須確信可以開發出可在單臺或多臺機器上實現高重複性質的強大流程。
隨著3D打印技術被納入更大的製造供應鏈中，根據3D科學谷的市場研究，人工智能在3D打印車間的運用將發揮兩大作用，一是提升工藝的自動化提升水平，這種自動化與車間的機器人自動化是不一樣的，拿美國硅谷高科技公司 Authentise的3Diax軟件來說，通過人工智能，Authentise盡大程度地確保增材製造過程本身具有可重複性和可追溯性。當然人工智能的運用還帶來了第二個優勢，數據的價值在於積澱，如果說數據像石油一樣是一種資源，那麼人工智能就像煉化廠一樣將數據的價值提煉出邏輯思維的能力，而這種能力帶來了一個直觀的結果，那就是加速所生產的產品商業化進程。
2. 其次，製造過程必須能夠實現商業上可行的商業案例。
這方面，我們已經看到了一些早期的成功案例，除了GE的噴油嘴，一個典型的案例是，2017年空客首次安裝3D打印鈦金屬零件在批量化生產的A350 XWB系列飛機上。這款3D打印的零部件是由鈦製成的支架，可以裝配到飛機吊架中，該平面的部分有效地連接機翼和發動機。這款3D打印零件是由美國鋁業分拆出來的Arconic生產的。通過使用粉末床激光熔融金屬3D打印系統，可以很快地生產多個零件。
當然，單純依靠3D打印是很難進入到產業化領域的，拿Arconic來說，Arconic在傳統金屬製造技術和3D打印領域都有根基，並擁有航空航天工業中最大的HIP（熱等靜壓）設備之一，該設備用於加強由鈦和鎳基超合金製成的3D打印和非打印部件的金屬結構。而根據3D科學谷的市場研究，國內企業中鉑力特也配備了完善的HIP（熱等靜壓）設備以及質量檢測設備。
不過當前航空航天領域漫長的認證時間也帶來了產業化壁壘的進一步推高，此外由於測試和驗證方法（工業CT斷層掃描和X射線等）的駕馭能力並不成熟，通常3D打印在航空航天領域的應用涉及到相當高的廢品率，這些部件在驗證過程中被拒絕，這進一步提高了3D打印進入到產業化領域所面臨的挑戰。根據3D科學谷的市場判斷，當前基於經驗的3D打印模式將逐步被以前饋控制，過程監測，人工智能為主導解決方案所進化。
除了認證的壁壘，當前3D打印用於航空航天製造領域關鍵的成本驅動因素包括構建速度、設備投資、粉末、質量驗證、消耗品和公共事業費用、運營效率、工藝水平、後處理和昂貴的表面處理等。雖然其中一些因素可以在內部解決，但是3D打印行業需要通過協作來推動一些重要的成本因素（設備、消耗品、粉末等）得到有效解決。
圖片：產業化曲線斜率與行業領導者的合作水平有關
最後的挑戰是合作創建通用數據和標準，從這方面來說，3D打印行業要取得長遠的發展，當前面臨的局面更多的是合作而不是無序的競爭。
更多信息或查找往期文章，請登陸www.51shape.com,在首頁搜索關鍵詞
網站投稿請發送至[email protected]
閱讀更多 3D科學谷 的文章
