中国航发沈阳所　周荣堂 

机体结构是决定飞机机动性、作战半径、隐身性能等指标的关键要素之一。飞机设计师要为减轻每一克重量而奋斗，设计出“更新、更轻、更好”的飞机结构是航空人一直以来追求的梦想。

虽说航空百年，但从20世纪50年代起，战斗机机体结构发展幅度已很小，以机械连接、组合板杆结构为主，构型已趋于“经典”，很少有新的结构构型诞生。传统机体结构设计出现瓶颈结构设计欠精准，偏差较大，普遍超重。尽管先进制造技术发展已走在结构设计的前面，但不得不回头迁就“经典”结构，发挥作用受限。 

美国的典型四代机F-35，飞机结构平台超重在640千克以上，机动性甚至不如三代机F-16；而美国另一款四代机F-22，结构平台也出现疲劳问题，后期不得不投入3.5亿美元对其162架飞机进行抗疲劳改进。我国新型战机布置高效率结构也面临挑战，迫切需要全新的结构技术，突破技术瓶颈，解决“设计出却造不出”的难题。

增材制造技术（3D打印），便是我们一直在追寻的一种新技术，可以更好实现机体结构的轻质高效、长寿命、多功能，相对于传统制造的等材或减材，增材制造以材料增加的方式来制造零部件，可以不受制造工艺的束缚，大大拓宽了设计空间。

航空工业作为国家战略性新兴产业的重要支撑，肩负着维护国家安全，带动制造业水平全面提升的重要使命。面对全球新一轮科技革命、产业变革的加速演进，航空工业用战略眼光瞄准科技前沿，抢占装备发展的制高点。中航工业沈阳所立足国家973与预研项目，在2003年便规划了面向军机应用的增材制造“五个方面十三个专题”的技术方向。

十多年的时间对于科技研究来说，并不漫长，但这段时间里增材制造的航空应用实现了三个重大跨越。第一是2003年，沈阳所与北京航空航天大学合作，突破了钛合金次承力件关键技术，创新提出无结构基板成形技术，成功化解了力学性能差的难题，并在某型飞机上成功应用，使我国成为继美国之后，世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光成形技术及装机应用的国家。第二是2009年，沈阳所与北京航空航天大学基于成形连接技术，突破了钛合金大型、复杂主承力件关键技术，并将该承力件成功应用于某型机，使我国一跃成为迄今世界上唯一掌握该技术并实现装机工程应用的国家。第三是2012年，沈阳所与北京航空航天大学、西北工业大学、制造所、沈阳航空航天大学、沈飞等合作，使增材制造技术在某先进战斗机的研制中实现了规模化应用，使“中国制造”达到了一个新高度。

在传统试制机制中，型号批产、新机试制混线、资源纷争严重，相互干扰，组织协调难度大，而且以传统“刚性”制造和装配为主，成本高、响应迟缓，一旦返工会造成严重报废，因此，我国急需建立自己的快速试制机制。

2012年，沈阳所建立了新机快速试制中心，以无模敏捷制造、快速柔性装配作为技术支撑，使某先进战斗机不到两年便完成了总装和首飞，飞机全机结构没有使用1件模锻件。单架飞机增材制造零件达55件，包括4种工艺、8种材料、10类构件，堪称“粉丝”飞机，创造了重量控制、零件数量、研制周期等多项纪录，被誉为“摆脱了对国外先进技术的模仿，走在世界前列，引领飞机设计与制造领域的发展方向。” 

新结构技术后续的发展方向是大型整体化、梯度复合化、构型拓扑化与结构功能一体化。目前，沈阳所“新型功能结构设计与验证航空科技重点实验室”已进行了大量研究，获得多项重大研究成果和发明专利，并继续以增材制造为手段，孵化现代飞机创新结构。

创新是我们前行的动力，也是航空工业始终不渝的战略选择。增材制造技术将在多种新型飞机的研制中广泛应用，新结构的优势想必也越来越凸显，打印奇思妙想，打印航空武器装备，中国航空工业正以革故鼎新的魄力，努力成为先进武器装备技术的领跑者。