波音带有大量3D打印零件的星际飞船-Starliner着陆
波音-Boeing的星际飞船-Starliner于2022年5月26日下午脱离国际太空站（ISS），费时约4小时逐步降低高度。Starliner最后于当地时间下午4时49分于新墨西哥州的白沙太空场着地。Starliner星际飞船是波音为NASA商业载人航天发展计划所设计的飞船，其主要用途是运送乘客至太空空间站，值得一提的是波音使用了大量的增材制造技术。
波音的星际飞船-Starliner
© 波音
航空航天增材制造应用发展方向
PEEK材料的3D打印
2017年初波音就宣布将600多件3D打印部件用于波音的Starliner星际飞船，这些3D打印部件中还包括塑料零件，其中有牛津性能材料的OXFAB 3D系列打印材料：OXFAB-N和OXFAB-ESD。由于其惰性特点，OXFAB具有高度耐化学性和耐热性，在零下300至300摄氏度之间既可以承受发射时的高温，同时抵抗火焰和辐射，也可以承受太空中的极低温度，这对于高性能的航空航天和工业零部件十分关键。
波音的星际飞船-Starliner
© 波音
OXFAB的强度重量比优于铸造铝、镁和尼龙，可以帮助波音公司降低成本和减轻重量，每七个座位的太空出租车，与传统的金属制造相比，塑料零部件节省了约为60%的重量。3D打印的PEEK被用于航空航天和工业应用领域具有典型意义。经过范围广泛的机械试验数据证明，PEEK是性能表现最出色的热塑性材料，可以用于3D打印功能完整的、可直接使用的零部件。国内来自中国科学院空间应用工程与技术中心研究团队使用远铸智能（INTAMSYS）的高性能材料3D打印机FUNMAT HT对自主研发的碳纤维PEEK复合材料进行3D打印工艺的系统研究，取得重要科研进展。研究提出了一种普适性的制备满足多种受力情况PEEK打印件的方法，该方法为制备大型打印件提供了新思路，通过调节其他掺杂组分、打印方向和微观结构，运用远铸智能（INTAMSYS）3D打印机和INTAMSUITE软件，使得PEEK碳纤维材料有更强的空间适应性和更多的功能性。
下一代航空航天技术背后的3D打印技术
不仅仅是PEEK的3D打印，通过适当实施增材制造，可以减少零件和零件重量，同时提高系统性能。波音在3D打印领域的探索和应用由来已久，在波音，对3D打印的应用已经超越了卫星和载人航天器。3D科学谷了解到波音将3D打印技术应用于导弹、直升机和飞机。仅在太空系统中，波音团队为飞行计划提供近 1,000 个增材制造零件。此前，分享了波音的高通量小型卫星生产和测试工厂，如何通过3D打印-增材制造加快周期时间；通过《通过获得波音资格的制造商看3D打印进入量产的切入点》一文分享了波音在飞机制造领域将3D打印结构件推向量产应用方面，做出的积极努力。
卫星设计的特点是极端临界质量、多功能结构、低产量、低占空比、高可靠性和上市速度。正因为如此，航天器和卫星平台为使用增材制造设计和分析飞行器产品提供了理想的机会。
3D打印卫星应用
© 3D科学谷白皮书
3D 打印-增材制造可实现高效的设计流程，从而实现过去无法想象的设计解决方案。通过 702SP 卫星开发计划，波音改变了工程模型。波音建立了一种集成设计方法，将所有机械元件整合在一个技术领导之下。由首席工程师负责平台机械架构、负载路径、子系统集成、新材料开发以及负载开发、设计、应力和制造的协同执行。首席工程师还负责各个学科的所有预算，不仅对设计负责，而且对平台机械子系统的可制造性和测试负责。
波音的3D打印
© 波音
该管理方法推动了积极使用增材制造，使得曾经无法通过传统加工方式生产的设计现在通过3D打印成为可能。
3D打印-增材制造在波音公司的第一个重要应用是 SES-15 航天器。波音确定了几个机会领域，包括最低点表面安装光学平台的新设计。这种架构需要一种系统方法，该方法不仅解决了增材制造问题，而且还解决了增材制造组件在集成装配中发挥作用的方式。另外，在复合材料的3D打印过程中，仅仅增材制造并没有提供显着的技术优势，但是，增材制造与新的复合材料和粘合剂材料一起应用时，会产生一种轻质、低成本和热稳定高的解决方案。
总之，波音在针对3D打印的设计、应力分析、材料、制造和负载方面积累了丰富的知识和经验，以便为下一代创新产品的生命周期开发具有成本效益的解决方案。
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