2023年5月28日，我國自主研發(fā)的國產(chǎn)大型客機C919降落在北京首都機場，順利完成首次商業(yè)載客飛行，穿過象征民航最高禮儀的“水門”。這標志著C919正式進入民航市場，開啟市場化運營、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新征程。

C919客機是中國航空工業(yè)的驕傲，也是商業(yè)航空領(lǐng)域的一次突破。作為一款全新的中短程窄體客機，C919具有先進的設(shè)計和技術(shù)特點。它采用了許多創(chuàng)新的解決方案，其中包括了3D打印技術(shù)。

C919飛機中應(yīng)用了大量通過3D打印技術(shù)制造的零部件。這些零部件包括機頭主風(fēng)擋窗框、發(fā)動機燃油噴嘴、艙門件等，它們通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)，具有更高的強度和更輕的重量。這不僅提高了飛機的性能和燃油效率，還降低了制造成本。

C919機頭主風(fēng)擋窗框

C919采用了與其他飛機不同的造型，使用了四塊單曲風(fēng)擋玻璃。這種設(shè)計不僅提供了更好的視野，還賦予了飛機獨特的外觀。而為了制作這些窗框，需要克服很多技術(shù)挑戰(zhàn)。

中國工程院院士、大型金屬構(gòu)件增材制造國家工程實驗室主任、北京航空航天大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院教授王華明帶領(lǐng)團隊，耗時55天，做出了C919機頭鈦合金主風(fēng)擋整體窗框，由此打破歐洲壟斷，大大降低花費。

王華明院士曾在2022年的《院士開講》欄目中透露，C919機頭主風(fēng)擋窗框是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸巨大的部件。全球只有一家歐洲公司能夠制造它，但代價昂貴，僅模具費就高達1300萬元人民幣，還需等待兩年才能交貨。

依賴這家歐洲公司會導(dǎo)致C919成本急劇上升，性價比和競爭力將無法與空客和波音相比。而且，國產(chǎn)大飛機的研發(fā)進度緊迫，無法耗費兩年時間等待一個窗框。

因此，中國人自己尋找解決方案。2009年，王華明院士和他的科研團隊僅耗時55天就完成了窗框的設(shè)計，完全符合原始圖紙，而總費用甚至不到200萬元！這個奇跡般的成就正是通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)的。

C919中央翼緣條

3D打印技術(shù)在C919的研發(fā)中的應(yīng)用不僅限于主風(fēng)擋窗框，事實上，C919首架驗證機還使用了3D打印制作的鈦合金材質(zhì)中央翼緣條。

中央翼緣條是連接機翼和機身的重要部件，承擔(dān)著重要的結(jié)構(gòu)和載荷功能。傳統(tǒng)制造方法在當時難以滿足中央翼緣條的復(fù)雜形狀和精確尺寸要求，而3D打印技術(shù)能夠輕松應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

這件鈦合金材質(zhì)的中央翼緣條，尺寸3.07米，重量196千克，于2012年1月打印成功，同年通過商飛的性能測試，2013年成功應(yīng)用在國產(chǎn)大飛機C919首架驗證機上。這是國產(chǎn)機型首次在設(shè)計驗證階段利用3D打印技術(shù)制備承力部件，作為機翼的關(guān)鍵部件，以我國當時的制造能力還無法滿足需求。

如今，大批量生產(chǎn)的C919大飛機中，中央翼緣條采用了鍛壓成型的工藝。中國二重萬航模鍛利用一臺8萬噸的模鍛壓力機，使中央翼緣條得以"一次成型"。

C919 LEAP-1C發(fā)動機

目前，C919飛機所使用的發(fā)動機是由美國通用電氣與法國賽峰集團SNECMA合資的CFM國際公司研制的LEAP-1C型發(fā)動機。

而這款發(fā)動機正是使用了3D打印燃油噴嘴。

據(jù)GE表示，與傳統(tǒng)燃油噴嘴相比，3D打印燃油噴嘴從原先的20件部件數(shù)量減少到僅1件，簡化了組裝過程。燃油噴嘴整體重量減輕了25%，提升燃油效率和性能。使用壽命提高了5倍以上，增加發(fā)動機可靠性。

實際上，今年1月6日，國產(chǎn)CJ-1000A搭載運-20的通用飛行臺，并順利完成掛載實驗，各項測試指標均達到標準。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹， 中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責(zé)任公司正在全力推進CJ-1000A的適航驗證，CJ-1000A預(yù)計最快于2024年裝配在C919客機上。據(jù)了解，首臺CJ-1000A驗證機同樣采用了多項試制關(guān)鍵技術(shù)，包括3D打印的燃燒室燃油噴嘴等。

C919艙門多個機構(gòu)零件

據(jù)C919總設(shè)計師吳光輝透露，C919裝載了28件3D打印的鈦金屬艙門件，兩件風(fēng)扇進氣入口構(gòu)件。鈦合金3D打印件成功應(yīng)用于C919艙門復(fù)雜件，力學(xué)性能明顯高于原有鑄件。

據(jù)了解，這些零件主要應(yīng)用在C919前后機身的登機門、服務(wù)門和貨艙門上，由飛而康采用基于SLM的3D打印技術(shù)制作，按時完成交付。為C919點火做出了巨大貢獻，展示了金屬3D打印技術(shù)在航空制造中的潛力。

截至2022年底，C919已經(jīng)獲得32家客戶1035架訂單，讓我們來回顧一下C919的發(fā)展史。

• 2007年2月，C919項目立項 國務(wù)院原則批準大型飛機研制重大科技專項正式立項；
• 2009年1月，中國商飛公司正式發(fā)布首個單通道常規(guī)布局150座級大型客機機型代號“COMAC919”，簡稱“C919”；
• 2015年11月，C919首架機在浦東基地正式總裝下線；
• 2017年5月，C919在上海浦東機場成功完成首飛任務(wù)；
• 2021年3月，C919全球首單正式落地；
• 2022年9月，C919獲中國民用航空局頒發(fā)的型號合格證，這標志著我國具備按照國際通行適航標準研制大型客機的能力；
• 2022年11月，中國民航局向中國商飛公司頒發(fā)C919大型客機生產(chǎn)許可證(PC)；
• 2022年12月，全球首架C919飛機交付中國東方航空；
• 2023年5月，C919商業(yè)航班首飛。
  

最后，3D打印技術(shù)已經(jīng)在航空業(yè)中嶄露頭角，成為創(chuàng)新和發(fā)展的重要推動力量。借助3D打印技術(shù)，能夠制造出復(fù)雜形狀的零部件，同時確保其高度精確的尺寸和質(zhì)量。這項技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少了成本和材料浪費。未來，隨著3D打印技術(shù)的不斷進步，我們可以期待更多航空領(lǐng)域的創(chuàng)新和突破，為航空業(yè)帶來更多的發(fā)展機遇。

2023年5月28日，我國自主研發(fā)的國產(chǎn)大型客機C919降落在北京首都機場，順利完成首次商業(yè)載客飛行，穿過象征民航最高禮儀的“水門”。這標志著C919正式進入民航市場，開啟市場化運營、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新征程。

C919客機是中國航空工業(yè)的驕傲，也是商業(yè)航空領(lǐng)域的一次突破。作為一款全新的中短程窄體客機，C919具有先進的設(shè)計和技術(shù)特點。它采用了許多創(chuàng)新的解決方案，其中包括了3D打印技術(shù)。

C919飛機中應(yīng)用了大量通過3D打印技術(shù)制造的零部件。這些零部件包括機頭主風(fēng)擋窗框、發(fā)動機燃油噴嘴、艙門件等，它們通過3D打印技術(shù)生產(chǎn)，具有更高的強度和更輕的重量。這不僅提高了飛機的性能和燃油效率，還降低了制造成本。

C919機頭主風(fēng)擋窗框

C919采用了與其他飛機不同的造型，使用了四塊單曲風(fēng)擋玻璃。這種設(shè)計不僅提供了更好的視野，還賦予了飛機獨特的外觀。而為了制作這些窗框，需要克服很多技術(shù)挑戰(zhàn)。

中國工程院院士、大型金屬構(gòu)件增材制造國家工程實驗室主任、北京航空航天大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究院教授王華明帶領(lǐng)團隊，耗時55天，做出了C919機頭鈦合金主風(fēng)擋整體窗框，由此打破歐洲壟斷，大大降低花費。

王華明院士曾在2022年的《院士開講》欄目中透露，C919機頭主風(fēng)擋窗框是一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸巨大的部件。全球只有一家歐洲公司能夠制造它，但代價昂貴，僅模具費就高達1300萬元人民幣，還需等待兩年才能交貨。

依賴這家歐洲公司會導(dǎo)致C919成本急劇上升，性價比和競爭力將無法與空客和波音相比。而且，國產(chǎn)大飛機的研發(fā)進度緊迫，無法耗費兩年時間等待一個窗框。

因此，中國人自己尋找解決方案。2009年，王華明院士和他的科研團隊僅耗時55天就完成了窗框的設(shè)計，完全符合原始圖紙，而總費用甚至不到200萬元！這個奇跡般的成就正是通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)的。

C919中央翼緣條

3D打印技術(shù)在C919的研發(fā)中的應(yīng)用不僅限于主風(fēng)擋窗框，事實上，C919首架驗證機還使用了3D打印制作的鈦合金材質(zhì)中央翼緣條。

中央翼緣條是連接機翼和機身的重要部件，承擔(dān)著重要的結(jié)構(gòu)和載荷功能。傳統(tǒng)制造方法在當時難以滿足中央翼緣條的復(fù)雜形狀和精確尺寸要求，而3D打印技術(shù)能夠輕松應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

這件鈦合金材質(zhì)的中央翼緣條，尺寸3.07米，重量196千克，于2012年1月打印成功，同年通過商飛的性能測試，2013年成功應(yīng)用在國產(chǎn)大飛機C919首架驗證機上。這是國產(chǎn)機型首次在設(shè)計驗證階段利用3D打印技術(shù)制備承力部件，作為機翼的關(guān)鍵部件，以我國當時的制造能力還無法滿足需求。

如今，大批量生產(chǎn)的C919大飛機中，中央翼緣條采用了鍛壓成型的工藝。中國二重萬航模鍛利用一臺8萬噸的模鍛壓力機，使中央翼緣條得以"一次成型"。

C919 LEAP-1C發(fā)動機

目前，C919飛機所使用的發(fā)動機是由美國通用電氣與法國賽峰集團SNECMA合資的CFM國際公司研制的LEAP-1C型發(fā)動機。

而這款發(fā)動機正是使用了3D打印燃油噴嘴。

據(jù)GE表示，與傳統(tǒng)燃油噴嘴相比，3D打印燃油噴嘴從原先的20件部件數(shù)量減少到僅1件，簡化了組裝過程。燃油噴嘴整體重量減輕了25%，提升燃油效率和性能。使用壽命提高了5倍以上，增加發(fā)動機可靠性。

實際上，今年1月6日，國產(chǎn)CJ-1000A搭載運-20的通用飛行臺，并順利完成掛載實驗，各項測試指標均達到標準。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹， 中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責(zé)任公司正在全力推進CJ-1000A的適航驗證，CJ-1000A預(yù)計最快于2024年裝配在C919客機上。據(jù)了解，首臺CJ-1000A驗證機同樣采用了多項試制關(guān)鍵技術(shù)，包括3D打印的燃燒室燃油噴嘴等。

C919艙門多個機構(gòu)零件

據(jù)C919總設(shè)計師吳光輝透露，C919裝載了28件3D打印的鈦金屬艙門件，兩件風(fēng)扇進氣入口構(gòu)件。鈦合金3D打印件成功應(yīng)用于C919艙門復(fù)雜件，力學(xué)性能明顯高于原有鑄件。

據(jù)了解，這些零件主要應(yīng)用在C919前后機身的登機門、服務(wù)門和貨艙門上，由飛而康采用基于SLM的3D打印技術(shù)制作，按時完成交付。為C919點火做出了巨大貢獻，展示了金屬3D打印技術(shù)在航空制造中的潛力。

截至2022年底，C919已經(jīng)獲得32家客戶1035架訂單，讓我們來回顧一下C919的發(fā)展史。

• 2007年2月，C919項目立項 國務(wù)院原則批準大型飛機研制重大科技專項正式立項；
• 2009年1月，中國商飛公司正式發(fā)布首個單通道常規(guī)布局150座級大型客機機型代號“COMAC919”，簡稱“C919”；
• 2015年11月，C919首架機在浦東基地正式總裝下線；
• 2017年5月，C919在上海浦東機場成功完成首飛任務(wù)；
• 2021年3月，C919全球首單正式落地；
• 2022年9月，C919獲中國民用航空局頒發(fā)的型號合格證，這標志著我國具備按照國際通行適航標準研制大型客機的能力；
• 2022年11月，中國民航局向中國商飛公司頒發(fā)C919大型客機生產(chǎn)許可證(PC)；
• 2022年12月，全球首架C919飛機交付中國東方航空；
• 2023年5月，C919商業(yè)航班首飛。
  

最后，3D打印技術(shù)已經(jīng)在航空業(yè)中嶄露頭角，成為創(chuàng)新和發(fā)展的重要推動力量。借助3D打印技術(shù)，能夠制造出復(fù)雜形狀的零部件，同時確保其高度精確的尺寸和質(zhì)量。這項技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少了成本和材料浪費。未來，隨著3D打印技術(shù)的不斷進步，我們可以期待更多航空領(lǐng)域的創(chuàng)新和突破，為航空業(yè)帶來更多的發(fā)展機遇。