3D打印“春天”未到：百分之八九十企业会死掉？(2)
航空制造之所以与钛合金有着不解之缘，是因为钛合金具有密度低、比强度高、屈强比高、耐蚀性及高温力学性能好等突出特点。其在航空装备中用量越来越大，而且主要被用作各种机身加强框、梁、接头等飞机大型关键主承力结构件。
可查资料显示，波音公司和空客公司研制的新一代民用客机(787、380)中，钛合金用量已由第三代(747、300）的不到4%上升到9%以上，第三代歼击机中钛合金结构件用量由F-16的约3%增加到了F18、苏-27的15%以上，而第四代歼击机F-22中钛合金结构件用量已占机身结构总重量的41%。大型整体钛合金结构件用量的高低，已成为衡量飞机等国防装备技术先进性的重要标志之一。
但是，由于受钛合金本性的影响，采用“锻造+机械加工”等传统技术制造这些大型复杂钛合金关键结构件，不仅需要大型钛合金铸锭熔铸与制坯、万吨级以上重型液压锻造工业装备，而且制造工序繁多、工艺复杂，需要大型钛合金铸锭真空熔铸、大规格锻坯制备、大型锻造模具加工等，零件机械加工余量很大、材料利用率低(一般小于5%～10％)、数控加工时间长、制造成本高、生产周期长。
而高性能金属结构件激光熔化沉积“近净成形”制造技术，利用快速原型制造的基本原理，以金属粉末(或丝材)为原材料，通过高能激光束对金属原材料的逐层熔化堆积，直接由零件CAD模型一步完成全致密、高性能、大型复杂金属零件的“近终成形”制造，是一种具有“变革性”意义的数字化、短周期、低成本、先进“近净成形”制造新技术，在航空、航天等国防装备研制与生产中具有广阔的应用前景。
“根据其结构设计、材料制备、构件制造一体化的特点，3D打印对于设计复杂、超复杂的大型乃至超大型结构，有着低成本、短流程、快速数字制造的特点。”王华明称，“有了3D打印后，一些超大超复杂的产品制造就成为了可能，这便解放了设计师，使他们可以大胆设计。”
改变核电主管道制作工艺
在王华明看来，3D打印是制造技术大家庭的一名新成员，不会颠覆或取代传统制造技术，“但作为一种变革性的制造新技术，其发展潜力巨大。”
至于其适用的领域，王华明总结为“贵而难加工的材料，以及大而复杂的高性能整体构件”。
清华大学教授、中国3D打印技术产业联盟首席顾问颜永年对此表示认同。颜永年认为，3D打印在核电制造上大有可为，“核电的主管道一般重8-10吨，造价在1500万元左右，进口的可能还要达到2500万元。对核电主管道来说，平均一吨的造价就是150万元。这是全球所有锻件中最贵的。而这种锻件，就值得用3D打印来做。”
核电的主管道可谓是庞然大物，以AP1000为例，其内径有700mm，外径有1200mm。其功能又相当于人心脏的冠状动脉，是核心中的核心。
随着新的核电安全要求越来越高，比如现在AP1000的核电管道要求一体化成型，禁止空间曲线焊缝，整个核电制造业面临着越来越大的压力。用已有工艺，上海电气集团做AP1000的主管道，锻造单根的流程需要一年时间，而且材料浪费大。
比如为了制造AP1000的堆芯段，锻件重量是99吨，但需要的钢锭是300吨。又比如AP1000的底封头，锻件重量是18吨，但钢锭重量要达到114吨。
颜永年称，采用融合了3D打印技术的A-DM技术后，制作核电主管道模具费用可以节省四分之三，材料利用率从5%～15%提高到85%～90%，生产周期缩短三分之二，能源节省60%，大大提高高端锻件的可靠性、一致性和精度。
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