空客飛機：線材DED金屬3D打印生產大型鈦合金零件

2026年1月，南極熊獲悉，歐洲空中客車正采用線材定向能量沉積（w-DED）金屬3D打印技術，為飛機制造大型鈦合金部件。與其他3D打印技術不同，w-DED技術能夠高效地制造尺寸較大的結構件，因為它使用鈦絲逐層構建部件，最大限度地減少材料浪費，縮短生產時間，并使工程師無需傳統的鍛造或大量機械加工即可制造出復雜且接近最終形狀的部件。

△w-DED部件。圖片來自空客公司。

w-DED 的工作原理

線切割定向能量沉積（Wire-DED）技術利用多軸機械臂，通過激光、等離子束或電子束等能量源熔化鈦絲，逐層沉積材料，形成與最終部件高度相似的“坯料”。與粉末床沉積系統（僅限于小型部件且沉積速率較慢）不同，線切割定向能量沉積技術能夠以每小時數公斤的速度生產長達七米的結構部件。這種規模和速度的結合使其適用于大型飛機機身部件的工業化生產，同時最大限度地減少鈦的浪費。

傳統的鈦鍛造工藝會產生大量的材料浪費，高達95%的采購金屬最終被回收利用，而不是用于最終零件的制造。而w-DED技術通過制造接近最終形狀的零件，顯著降低了這種效率損失。

w-DED工藝還能加快研發速度：傳統的鍛造工藝需要數年時間和昂貴的模具，而w-DED零件可以直接根據數字設計在幾周內生產出來。空客工程師指出：“這項技術將極大促進首架研發飛機的成功和及時建造，尤其是在最終詳細部件設計進行調整和優化，直至首架飛機開始成形之際。”

△w-DED部件。圖片來自空客公司。

盡管w-DED技術在大型鈦結構制造方面展現出巨大的潛力，但部件仍需進行后加工才能達到最終公差，且關鍵機身部件的全面認證仍在進行中。與其他方法相比，這些因素使得DED技術成為一種實用但目前仍存在局限性的生產方法。

當前應用及展望

空客已開始將等離子噴涂（w-DED）部件集成到A350的貨艙門周圍區域。這些等離子噴涂部件經過超聲波檢測、機械加工，并安裝到生產型飛機上。它們在功能和幾何形狀上與鍛造部件完全相同，可立即節省成本并縮短交貨周期。

△將W-DED部件安裝到A350的貨艙門周圍區域。圖片來自空客公司。

展望未來，空客計劃將w-DED技術拓展至包括機翼和起落架在內的關鍵應用領域。空客及其合作伙伴正在測試多種能源，包括等離子體、電弧焊、電子束和激光束，并評估自主生產與外包生產的優劣。

線材定向能量沉積技術在行業的應用

空客采用線材送絲定向能量沉積技術，體現了這項技術在高效生產大型高性能金屬部件方面的成熟能力。雖然粉末床系統仍然非常適合小型、精細的零件，但線材送絲定向能量沉積技術目前正應用于對尺寸、生產速度和材料利用率要求極高的領域。

Spirit AeroSystems與挪威鈦業公司合作，利用快速等離子沉積（RPD）技術（一種線材送絲式DED技術）為波音飛機生產鈦合金部件，證明了DED在大規模航空航天應用中的有效性。Meltio公司計劃在2025年上半年將線材激光DED系統應用于航空航天、國防和汽車領域，以縮短交貨周期、減少材料浪費并按需生產可靠的金屬部件。此外，由NMIS牽頭、空客和賽峰起落架系統公司參與的混合DED開發項目，致力于改進DED方法，以克服成本和交貨周期方面的限制。這些案例證實，線材送絲式DED技術已成為生產大型高價值部件的實用可靠方法，也為空客公司將該技術應用于結構鈦部件的生產提供了支持。

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