上海两会推动C919首架交付，3D打印助力中国人自己的航空梦

骑着蜗牛狂奔

2021-02-02 13:55:23

目前，正在举行的上海两会公告，上海将在2021年推动国产大飞机 C919 取得适航证并交付首架。

C919是首次在我国民机上成功应用3D打印钛合金零件的飞机，首架原型机于2015年11月2日正式总装下线。

早在2018年2月6日，中国商用飞机有限责任公司就曾宣布将会在2021年交付首架C919单通道客机，如今2021年已悄然而至，这个曾让全国人民为之振奋的大飞机终于要来了。

较欧美老牌资本主义国家，我国3D打印和工业制造起步都晚，这一次C919的即将交付意味着3D打印零件的应用在国内航空领域得到了认可，同时也推动了我国3D打印行业的发展。

国民的骄傲

C919属于窄体干线客机的一种，由中国商用飞机有限责任公司（中国商飞）研发，专为短程到中程的航线设计（航程 4075-5555 公里），标配168个座位，最多可容纳190个座位。

自运10下马以来，国内大型客机领域始终是一片空白，大飞机成为了国人心中的痛。

后来，随着商飞等公司的持续投入、研发，C919从总装下线到不断测试，在经历了种种质疑后，终于要迎来首架交付，了结国人心中的痛。

商飞公司为了降低飞机的结构质量和提高部分零件的可靠性、安全性，在C919的设计和制造过程中曾多次使用3D打印零件，而这是我国首次在民机上成功应用3D打印钛合金零件。

早在2019年，C919的总订单量就已经超过了千架，除了国内航空外，还有美国、德国等欧美发达国家的航空公司订购C919飞机，无疑成为了我国国民的骄傲。

3D打印功在何处？

商飞公司通过使用3D打印零件，实现了降低飞机的结构重量、提高燃油的经济性等目标，那么3D打印功究竟在何处，一起来看看：

1、中央翼缘条

该中央翼缘条由西安铂力特公司制造，长达3.07米，重196千克， 2013年成功应用在国产大飞机C919首架验证机上，是一根用我国拥有完全知识产权的金属3D打印技术制造出来的国产大飞机零部件。

其实说来惭愧，当初利用3D打印技术制备该承力部件也是迫不得已。在当时，以我国的制造能力，还无法锻造出这样超大尺寸的复杂结构件，而如果向国外采购，又势必影响大飞机的国产化率。于是西北工业大学黄卫东教授在内的诸多研究员便日夜鏖战，为生产中央翼缘条而努力。

2、其他3D打印零部件

除中央翼缘条外，C919还装载了28件3D打印零部件，主要分布在登机门、前后货舱门、风扇进气入口、前机身、中后机身等部位，这批3D打印零件是中航工业洪都委托飞而康科技生产的。

3D打印零部件的应用，克服了传统模具制造研发周期长这一关键问题，而且，相较于传统的制造工艺， 3D打印技术能够很好地使用原材料，利用率高达90%以上。

这一次，用于C919的3D打印零部件的性能是有目共睹的，比如其强度一致性为2%，明显优于厂商5%的技术指标要求。

虽然目前，大飞机上的重要部位还不能使用3D打印零部件，但C919作为首次在我国民机上成功应用3D打印钛合金零件的飞机，它的交付将意味着3D打印零件的应用在国内航空领域得到了认可。

在此之后，将会有更多的飞机使用3D打印零部件，同时也会进一步推进3D打印技术的发展。

3D打印的零件完全胜任飞行任务

从去年开始，为确保飞机各项性能符合适航标准，C919开始在全国多个地区的多个机场进行协同试飞，全线进入高强度、高效率、高质量飞行试验阶段。

去年12月21日15时32分，国产大飞机C919稳稳地降落在武汉天河机场的东跑道上，这是C919首次在其主基地上海浦东机场之外的4F（最高等级）机场开展验证试飞。此次试飞成功，意味着C919距离其适航许可交付更进一步。

去年12月25日，C919飞抵呼伦贝尔市海拉尔东山机场开展为期20多天的高寒试验试飞专项任务，试验期间，当地最低气温已近 - 40℃。据了解，高寒试验试飞是民用飞机必须通过的一项极端气候试验，以验证飞机能否够在极寒条件下保持正常飞行。

在过去的一段时间里，C919大飞机已经有一百多次试飞，通过了全机2.5g限制载荷静力试验、点火在内的众多实验。

这些实验的成功表明，3D打印零部件是完全胜任飞行任务的，有力地反击了那些对使用3D打印零件持消极态度的人。

其实很早之前，国家凝固技术国家重点实验室主任、西北工业大学教授黄卫东就曾披露C919制造的一个细节，称3D打印技术不仅“胜任”了大飞机零件制造的任务，其效果还显著优于传统技术以及厂商的要求。

3D打印助力中国人自己的航空梦

在国内，C919是首次使用3D打印零件的机型，但在国外这类应用非常常见。

比如C919采用的LEAP-1C引擎，这是美国GE航空与法国赛峰的合资公司CFM生产的，该类引擎就内含3D打印零件，其中包括19个3D打印燃料喷嘴。

不得不提的是，与供给欧盟空客、美国波音的Leap-1A（3.1吨）、Leap-1B（2.7吨）相比，Leap-1C是最大的（又宽又长）、最重的（3.9吨），但其推力只是位于中间水平（高于1B），这就意味着我们使用的LEAP-1C发动机将有很大的一部分燃料要是用在发动机自身上，即使是这样，美国也曾考虑过限制出售Leap-1C引擎，其中的心塞只有我们自己懂。

不过，空客和波音公司很早就运用3D打印制造飞机零部件，而波音更是从97年至今，打印了数以万计的零部件，在这方面两家公司有很多我们需要学习的地方。

除了这些航空巨头外，其他航空公司也经常使用3D打印零部件，此前不久，Boom Supersonic推出XB-1超音速飞机，该飞机采用了VELO3D公司的无支撑3D技术打印的金属部件。

……

航空领域一直是3D打印应用的一个热门领域，但由于我国3D打印行业起步较晚，在这方面与欧美的老牌工业国家相比，还是有一定的差距。