8月3日，中国工程院院士、国家增材制造创新中心主任卢秉恒在接受《中国科学报》专访时，首次系统披露了国际首创的3D打印大飞机技术路线图，计划用4至5年时间完成专用装备设计、工艺研发和适航认证，最终实现工业化量产。几乎同一时间，中国航天科工三院239厂自主研发的36光束激光选区熔化增材装备完成大尺寸钛合金构件研制生产。两条重磅消息共同指向同一个方向，大型航空构件增材制造正迎来从部件级向大部段级的历史性跨越。
一、国际首创3D打印大飞机：直指C919产能瓶颈
3D打印大飞机路线的提出，源于国产大飞机日益凸显的产能矛盾。卢秉恒院士指出，C919虽然已经投入生产，但生产能力仍然严重不足，市场需求和制造能力之间还有很大差距。目前C919订单已超过1200架，实际交付能力亟待提升。在此背景下，用增材制造直接打印大飞机的机头、机身、机翼等大部段，成为卢秉恒给出的新技术路线，这也是国际首创的探索。
这一路线并非空想。一方面，增材制造可以显著节约昂贵原材料，传统飞机大型结构件多采用薄壁化设计，材料去除率高达95%，而增材制造仅在需要处精准堆积材料，实现材料利用率的最大化；另一方面，增材制造具备优异的柔性化能力，能够快速适配C919、C929等不同机型的生产需求，在型号转换过程中无需大规模重构生产线，实现制造能力在不同平台间的无缝切换与高效复用。此外，增材制造还能实现大型构件的一体化成型，将原本由数百个零件组成的复杂部件集成为单一整体，大幅简化供应链体系。目前国际上制造一架大型客机通常需要整合1000多家供应商和上百个国家的配套资源，提升大飞机关键部件的自主可控能力，对我国航空工业的战略安全具有至关重要的意义。
二、三步走技术路线：多工艺融合、成型工艺研发、适航认证
对于如何实现3D打印大飞机，卢秉恒院士给出了清晰的三步走路径。第一步，融合激光、电子束、离子束、电弧等多种增材制造工艺优势，寻求最优技术方案；第二步，系统研发匹配的成型工艺，保障构件制造质量与一致性；第三步，也是最关键的一环，推动整套技术体系通过适航认证。
卢秉恒院士坦言，对于这一新赛道他也听到过质疑，但他坚信新生事物应该允许不同意见，质疑会帮助团队把工作做得更完善。目前，该路线已完成前期技术论证，国家增材制造创新中心已启动大型增材制造装备的研发设计。作为3D打印领域唯一的国家级创新平台，国家增材制造创新中心自2019年成立以来，已研发10余项重大装备、申请专利387件、制定行业标准40余项；2020年5月，卢秉恒团队与合作者研制的太空3D打印装备随长征五号B运载火箭升空，实现了我国首次太空3D打印，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维复合材料3D打印实验。这些深厚积累，为3D打印大飞机路线提供了坚实的技术底座。
三、材料与供应链重构：单机粉末消耗有望达15至20吨
3D打印大飞机路线的落地，将给材料产业带来巨大想象空间。据PowderSight分析，传统单架C919的钛合金用量约9吨，若机头、机身、机翼等大部段采用增材制造，单机粉末消耗预计可达15至20吨，按现有千余架订单计算，对应钛合金、铝合金粉末总需求将达到1.5万至2万吨量级，将直接拉动Ti64、Ti-5Al-2.5Sn等航空级钛粉以及AlSi10Mg、2024、7075等铝合金粉末的万吨级需求。
这也为粉末企业指明了方向。航空级粉末需通过AS9100、NADCAP等严格认证，4至5年的技术路线窗口期正是国内粉末企业布局航空资质的最佳时机。若3D打印大飞机项目成功列入十五五国家规划，将带动钛合金、铝合金、镍基高温合金粉末的全产业链需求爆发，粉末供应商应提前对接国家增材制造创新中心的装备研发需求，抢占航空粉末供应链的先发优势。卢秉恒院士估计，该路径有望带动每年数千亿元产值的市场，对中国航空工业而言，这不仅是制造方式的变革，更意味着从追赶走向引领的战略转折。
四、36光束SLM装备：效率提升300%、成本下降40%的国产突破
与3D打印大飞机路线相呼应的，是国产大型增材装备的实质性突破。中国航天科工三院239厂自主研发的36光束激光选区熔化增材装备，已于2026年1月完成安装调试，并在7月底成功完成大尺寸钛合金航空构件的研制生产。
这台装备搭载多光束智能协同调控系统，实现36束激光高效协同成形，是同等成形幅面下激光数量最多的国产设备，突破了大幅面、多光束增材制造的技术难题。在成形效率上，多光束成形模式相较传统设备提升约300%，仅用十余天便打印出该大尺寸钛合金构件，极大缩短了成形周期；在成本控制上，依托自主技术创新与供应链优化，装备研制成本降低40%以上，研制周期较行业常规水平缩短60%以上。针对大幅面多光束成形中激光匹配难、熔池稳定性差、扫描搭接精度难把控等行业难题，该装备通过核心技术革新实现了大幅面、多光束、高光束密度增材成形，经无损及力学性能检测，产品质量稳定可靠。
239厂隶属于中国航天科工集团第三研究院，是国家大型一级企业，资产总额超百亿元。此前该厂还突破了反向控型少无支撑增材技术，累计完成上万件产品加工，生产效率提升40%以上，每年节约成本数千万元。从火箭发动机零部件、卫星结构件到飞机关键构件，这台36光束装备正在为航空航天复杂构件的高效低成本制造提供核心支撑。
五、从太空打印到大飞机：中国增材制造的航天级路径
把卢秉恒院士的3D打印大飞机路线与239厂的36光束SLM装备放在一起看，可以清晰看到中国增材制造的一条独特发展路径：以航天级需求为牵引，以国家级平台为依托，以装备自主可控为基石，逐步向民航、工业大尺寸制造领域延伸。2020年卢秉恒团队实现我国首次太空3D打印，2026年36光束装备完成大尺寸钛合金构件试制，两者相隔六年，却共同勾勒出中国增材制造从上天到入地、从验证到量产的完整技术谱系。
对于行业而言，3D打印大飞机一旦实现，将彻底改变大型结构件以减材为主、开模制造的传统格局，带来材料利用率、供应链复杂度、产能柔性的全面重构。当然，这一目标仍需跨越装备稳定性、材料一致性、适航认证等重重关卡，4至5年的时间表也意味着巨大的工程挑战，但其战略意义已远超技术本身，标志着中国航空制造有望从追赶转向引领。
总结
卢秉恒院士首次披露3D打印大飞机技术路线图，计划4至5年完成装备、工艺与适航认证；航天科工36光束SLM装备同步突破大尺寸钛合金构件制造。大型航空构件增材制造，正站上从部件级迈向大部段级的历史节点。
来源：中国科学报、环球人物网、PowderSight、3D打印资源库