增材制造技术路线多样，不同工艺在航空航天领域各有侧重。中航证券研究报告指出，粉末床选区熔化技术（PBF）和定向能量沉积技术（DED）在航空航天复杂精密零件、大型结构件等方面具有广泛应用，两者均可制造出达到锻件标准的金属零件。激光增材制造是当前航空领域最具代表性的工艺，而电子束增材制造和电弧熔丝增材制造各具独特优势。
PBF与DED：航空航天增材制造的“双引擎”
粉末床选区熔化技术（PBF）是目前应用最广泛的3D打印技术。其能够打印极端复杂的结构，特别是复杂内腔结构，制件尺寸精度高，但存在打印效率稍低、难于打印大尺寸（米级）零件、增材材料成本较高等不足。PBF适用于航空航天小批量、定制化生产需求，主要应用于小尺寸或中等尺寸复杂精密结构件，如航空发动机喷嘴、涡流器等。
定向能量沉积技术（DED）在零部件修复方面具有独特优势。DED具有打印尺度范围较大、能够实现多材料打印等特点，虽然其技术成熟度和设备自动化程度不如PBF，但所具备的修复功能能够对大型零部件进行修复，快速恢复其性能。DED主要应用于大型复杂构件成形与修复，如飞机翼梁、框架、滑轨、起落架等重要承力件。
从工艺特点看，PBF采用铺粉方式供给粉末，成形精度较高，适用于复杂结构件制造；DED采用送粉或送丝方式供给原材料，成形效率高，适用于大型结构件制造和修复。两者互补协同，共同构成航空航天金属增材制造的核心技术体系。
激光增材制造：航空领域最具代表性的工艺
激光增材制造是当前航空领域最具代表性的增材制造工艺。以激光选区熔化（SLM）和激光近净成形（LENS）为代表，激光增材制造在航空装备零部件制造中应用最为广泛。
SLM技术成形零件精度较高、力学性能较好，主要应用于小尺寸或中等尺寸复杂精密结构件。航空发动机燃油喷嘴、涡流器等复杂结构零件已实现SLM工艺批量制造。LENS技术适用于梯度材料制备，可实现多种材料的同时沉积，还可用零部件的再制造，但材料利用率较低，零件存在内部孔隙、裂纹等缺陷需要关注。
航空领域激光增材制造仍需突破材料制造缺陷、组织性能、力学性能控制关键技术，掌握粉末设计与制备技术，制定材料、工艺、检测标准，建立工艺、性能数据库和冶金图谱。
电子束与电弧熔丝：大尺寸制造的特色路线
电子束增材制造（EBDM/ EBSM）在复杂结构及难熔合金制件制造方面具有显著优势。电子束熔丝沉积（EBDM）成形效率高、真空环境材料冶金质量优、丝材成本低、可制造大尺寸结构件，还可用于零件修复。主要应用于发动机涡轮叶片、导向器、管路等复杂结构件，以及飞机翼梁、框架等大型承力件。关键技术突破方向包括高可靠长寿命电子枪性能提升、专用丝材及粉末原材料的成分再设计、缺陷控制、后处理等。
电弧熔丝增材制造（WAAM）设备及材料成本低、材料利用率接近100%、沉积效率高、成形零件无尺寸限制。WAAM在航空装备上实现工程化应用还有一定距离，需要突破专用材料创新不足、路径规划软件单一、成形过程在线监控及反馈控制不智能等技术瓶颈。未来需建立WAAM成形大型、中等复杂金属构件的全流程工艺数据库，实现精准“控形/控性”。
从技术演进趋势看，2035年航空领域增材制造技术发展路线图明确，三种工艺路线各有突破方向，共同推动增材制造在航空航天领域的技术成熟和规模化应用。
航空航天主流增材制造技术路线对比| 技术路线 | 代表工艺 | 核心优势 | 主要应用场景 | 技术成熟度 |
|---|
| 粉末床熔融(PBF) | SLM、EBSM | 精度高、复杂内腔结构 | 发动机喷嘴、涡流器 | 成熟 |
| 定向能量沉积(DED) | LENS、EBDM | 大尺寸、修复、多材料 | 翼梁、框架、起落架 | 较成熟 |
| 电弧熔丝(WAAM) | WAAM | 成本低、效率高、尺寸不限 | 大型中等复杂构件 | 工程化推进中 |
| 立体光固化(VPP) | SLA | 精度高、表面质量好 | 零部件模型 | 成熟 |
| 材料挤出(FDM) | FDM | 材料种类多、成本低 | 非结构件 | 成熟 |
