孫詩譽 栗曉飛

摘要：隨著增材制造這一新興技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，國外適航當(dāng)局已陸續(xù)發(fā)布多個文件來指導(dǎo)增材制造零件快速通過適航審查，為飛機結(jié)構(gòu)技術(shù)的跨越性發(fā)展提供新動能。通過分析美國聯(lián)邦航空局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA）發(fā)布的指導(dǎo)性文件，以及國外大型飛機制造公司對增材制造零件適航審定的經(jīng)驗和考慮，分析得出了在材料設(shè)計值、設(shè)計、材料與制造、后處理、檢測、工藝驗證等增材制造全流程適航審定的考慮因素，為飛機用增材制造零件適航取證過程提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：增材制造；適航審定；鑒定；標準；無損檢測

中圖分類號：V260文獻標識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.10.007

近年來，增材制造（AM）以其低成本、輕量化、高設(shè)計自由度，以及能夠突破傳統(tǒng)技術(shù)無法實現(xiàn)的功能結(jié)構(gòu)一體化、大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)、材料梯度結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢[1-6]，已越來越多應(yīng)用于飛機零部件中。2015年，通用電氣（GE）公司采用增材制造技術(shù)研發(fā)的GE90-40B發(fā)動機采用高壓壓氣機溫度傳感器（T25）外殼順利通過適航審定，成為首個FAA認證的增材制造發(fā)動機零件。次年，GE公司生產(chǎn)的LEAP航空發(fā)動機燃油噴嘴也順利通過適航審定。2017年，波音通過Norsk Titanium的快速等離子沉積技術(shù)，將增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)件應(yīng)用于波音787夢想飛機上并通過適航審定，成為國際上首個得到美國聯(lián)邦航空局（FAA）認證的增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)件。

截至目前，國外已有多家公司生產(chǎn)的增材制造零件獲得FAA和歐洲航空安全局（EASA）的適航認證，在適航方面積累了大量實踐經(jīng)驗。而國內(nèi)增材制造零件雖已陸續(xù)裝機驗證，但由于缺乏明確的適航審定路徑和技術(shù)要素等要求，適航審定工作步履維艱，尚未獲得適航認證。

本文將系統(tǒng)梳理國外適航當(dāng)局和先進航空制造公司對增材制造零件適航審定的經(jīng)驗和考慮，深入分析增材制造零件適航審定路徑和技術(shù)要素，為國內(nèi)飛機增材制造零件順利通過適航審定工作提供參考和借鑒。

1國外適航當(dāng)局在增材制造零件適航認證方面的思路

近年來，隨著增材制造技術(shù)不斷發(fā)展成熟以及飛機零部件向著大型復(fù)雜化、結(jié)構(gòu)功能一體化、快速迭代研發(fā)和低成本制造的趨勢發(fā)展[7-10]，F(xiàn)AA與EASA也將更多目光聚焦于如何促進增材制造零件的鑒定和認證工作。自2015年開始，F(xiàn)AA和EASA陸續(xù)發(fā)布多項增材制造備忘錄和指導(dǎo)文件，以促進增材制造零件快速通過適航審定，加速增材制造在航空領(lǐng)域的應(yīng)用進程。

1.1 FAA

隨著增材制造在航空領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢與潛力的展現(xiàn)，如何對增材制造這一新興技術(shù)開展適航審查與認證工作受到了FAA的廣泛關(guān)注，F(xiàn)AA自2015年起陸續(xù)發(fā)布多個指導(dǎo)性文件，以推動增材制造的適航審定工作。

2015年6月3日，F(xiàn)AA發(fā)布了AIR100-15-130-GM39《增材制造認知》備忘錄[11]，提出由設(shè)計、制造和適航部門（AIR-100）組建增材制造國家隊（AMNT），并收集AM應(yīng)用等相關(guān)信息，作為AM認證研究的技術(shù)資源。其主要信息包括零件類型、零件關(guān)鍵程度、AM制造方法以及委任工程代表（DER）是否參加研發(fā)和鑒定過程，并明確DER所參考的適航法規(guī)內(nèi)容。這些信息將有助于AMNT識別關(guān)鍵技術(shù)問題，并研發(fā)促進AM零件獲得FAA認證的指導(dǎo)文件。

2016年7月7日，F(xiàn)AA發(fā)布了AIR100-16-130-GM18《粉末床熔融（PBF）增材制造零件的工程考慮》備忘錄[12]，該備忘錄不提供AM零件認證的指導(dǎo)，而是從零件設(shè)計、原材料、成形過程、后處理、檢測方法、工藝驗證、材料設(shè)計值以及其他方面（包括技術(shù)文件、電子文檔、過程控制、成形中斷、異質(zhì)污染物控制、可追溯性等）提出的被審查方應(yīng)該回答適航當(dāng)局的問題，為后續(xù)的適航審定與認證工作奠定基礎(chǔ)。目前，該文件已作為FAA和EASA在進行增材制造零件適航審定的重要依據(jù)，包括C919的AM零件在適航取證過程中需要嚴格回答該文件的所有問題。

2016年9月30日，F(xiàn)AA發(fā)布了AIR100-16-110-GM26《增材制造設(shè)施和過程評估》備忘錄[13]，旨在幫助航空安全監(jiān)察員（ASI）對AM設(shè)施及過程進行評估，協(xié)助ASI采集關(guān)鍵工藝參數(shù)，并從人員培訓(xùn)、場地設(shè)施、技術(shù)數(shù)據(jù)、原材料處理、設(shè)備、軟件控制、制造過程有效性、制造過程監(jiān)控、檢測、冶金過程等方面進行全流程過程審核，積累數(shù)據(jù)、更新迭代，進行新的認證活動。隨著增材制造工藝與流程的成熟及行業(yè)標準化的完善，增材制造國家隊（AMNT）預(yù)計會對該文件進行頻繁修訂。

2016年11月30日，F(xiàn)AA發(fā)布了NOTICE 8900.391《增材制造用于飛機、發(fā)動機、螺旋槳的維修、預(yù)防性維護及更換》[14]，主要為飛行標準服務(wù)司（AFS）人員參與采用增材制造技術(shù)進行飛機、發(fā)動機及旋翼類飛行器的維修、預(yù)防性維修及更換時提供認證與監(jiān)督的指導(dǎo)。同時，F(xiàn)AA管理、運營及行政人員也可以參考這份文件進行相關(guān)工作。該文件的實施有效期為一年，并于2017年11月30日停止使用。

2018年，F(xiàn)AA發(fā)布了咨詢通告AC 33.15-4《粉末床熔融增材制造成形渦輪發(fā)動機零件及修復(fù)指南》的征求意見稿[15]。AC 33.15-4是FAA向所有飛機型號申請人給出的一種適航符合性驗證方法（非強制實行），用于證明通過粉末床熔融AM成形或維修的渦輪發(fā)動機零件與聯(lián)邦法規(guī)14CFR§33.15的符合性，并對AM相關(guān)設(shè)計與制造等方面提供了指導(dǎo)。按此方法驗證，F(xiàn)AA直接認可，原則上CAAC/ EASA也是認可的。雖然這份文件不是FAA最終發(fā)布的文件，但對于如何保證增材制造產(chǎn)品質(zhì)量仍具有重要的參考價值與意義。

從AIR100-16-130-GM18和AC 33.15-4文件來看，兩份文件所考慮的內(nèi)容幾乎相同，AC 33.15-4更接近于一份指導(dǎo)性文件，提供增材制造零件適航符合性驗證的指導(dǎo)原則；而AIR100-16-130-GM18是指導(dǎo)被審查方在接受適航審查時應(yīng)該具體回答適航當(dāng)局的問題以及在實際操作中如何證明零件的符合性。因此，被審查方應(yīng)該重點對這兩份文件進行研究分析，以應(yīng)對國外適航審定工作。

1.2 EASA

由于FAA和EASA原則上互認，EASA在增材制造零件適航審定方面發(fā)布的指導(dǎo)性文件較少，大多采用FAA發(fā)布的相關(guān)文件。截至目前，EASA僅發(fā)布CM-S-008《增材制造認證備忘錄》一份文件。

2017年4月，EASA發(fā)布了CM-S-008《增材制造認證備忘錄》（第1期）[16]指導(dǎo)性文件，旨在為飛機、旋翼航空器的零部件引入和使用增材制造技術(shù)時提供補充指導(dǎo)，以促進增材制造零件順利通過EASA適航審查。

2020年11月，EASA對CM-S-008進行修訂并發(fā)布《增材制造認證備忘錄》（第2期），并向大眾廣泛征求意見。該版本著重強調(diào)了針對AM特點的CS材料要求（CS2x.603、CS2x.605和CS2x.613針對AM的特殊考慮）并引入美國航空航天工業(yè)協(xié)會（AIAA）發(fā)布的《AM零部件認證推薦指南》文件核心內(nèi)容（包括研發(fā)過程、供應(yīng)鏈鑒定、材料性能研發(fā)、零件設(shè)計/鑒定過程和質(zhì)量控制）。

2021年4月，在廣泛征求意見后，EASA正式發(fā)布CM-S-008《增材制造認證備忘錄》（第三期）指導(dǎo)文件，該文件提出的AM適航理念主要包括以下內(nèi)容：（1）由于材料和工藝變異性對AM零件影響較大，因此必須識別所有與材料和工藝相關(guān)的缺陷類型。同時，用于確定材料適用性和耐久性的經(jīng)驗和/或試驗必須基于與預(yù)期應(yīng)用場景相適應(yīng)的具有代表性的、穩(wěn)定的材料和工藝組合。（2）所有關(guān)鍵的檢測（如無損檢測）和/或工藝控制步驟都應(yīng)通過鑒定和驗證，特別是由于制造過程導(dǎo)致的固有特征和缺陷的檢測。另外，增材制造設(shè)備需要嚴格進行控制和鑒定。（3）材料設(shè)計值的研發(fā)可參照復(fù)合材料的積木式驗證方法，但采用的測試類型和試樣數(shù)量可根據(jù)具體情況進行調(diào)整。（4）對于非關(guān)重件，申請人應(yīng)提供一組最小樣本試驗數(shù)據(jù)，表明材料性能始終滿足或超過應(yīng)用要求，如在拉伸、剪切和壓縮方面，以證明飛機安全性不會受到影響。

2國外大型公司增材制造零件適航審定現(xiàn)狀

依據(jù)傳統(tǒng)適航經(jīng)驗及FAA和EASA發(fā)布的指導(dǎo)文件，波音和空客兩大飛機制造巨頭公司已先后將多個增材制造零部件裝機驗證并通過適航認證，在增材制造適航取證中積累了大量先進經(jīng)驗。因此，本節(jié)將對波音和空客在增材制造零件適航審定上的思路和經(jīng)驗進行分析，為國內(nèi)大飛機用增材制造零件在未來適航取證過程提供參考。

2.1波音公司

作為在增材制造領(lǐng)域發(fā)揮主導(dǎo)作用的飛機制造商，波音公司在增材制造領(lǐng)域進行了20余年的實踐和探索[17-18]，從2001年開始，先后將百余個增材制造零件應(yīng)用于航空航天飛行器中，奠定了自身在該領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，其公司產(chǎn)品應(yīng)用情況如圖1所示。

2001年，在美軍當(dāng)時最神秘的太空飛行器X-37A上首次用上了激光增材制造零件；2003年，波音通過美國空軍研究實驗室將增材制造金屬零件用于F-15戰(zhàn)斗機框梁類備件中，并在8架飛機上進行驗證；2004年，波音采用增材制造鈦合金替換件用于大型運輸機C17的框梁類零件上；2011年，波音將增材制造零件成功應(yīng)用于“朱諾”太空探測器；2016年，波音公司將增材制造接收天線展開執(zhí)行器支撐架成功應(yīng)用于衛(wèi)星上；2017年，波音通過Norsk Titanium的快速等離子沉積技術(shù)，將增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)件應(yīng)用于787夢想飛機上，并通過適航審查，這也是國際上首個FAA認證的增材制造鈦合金結(jié)構(gòu)件；2019年，波音公司制造出首個增材制造金屬衛(wèi)星天線，并隨AMOS-17衛(wèi)星進入太空，提供通信服務(wù)。

源于20余年的實踐和積累，波音公司在增材制造適航審查的考慮方面擁有豐富的實操經(jīng)驗。在增材制造零件適航審查中，波音主要針對航天器、軍機和民機進行適航認證。在航天器適航中，主要參考航天器材料和工藝要求標準（NASA-STD-6016、NASA-STD-030、NASA-STD-6033、MSFC-STD-3716、MSFC-SPEC-3717等文件）；在軍機適航中，主要參考飛機結(jié)構(gòu)完整性大綱（MIL-STD-1530D），用于部署新材料或替代材料、工藝和產(chǎn)品形式的適航流程（AWB-1015），DoD適航認證準則（MIL-HDBK-516C），DoD聯(lián)合服務(wù)規(guī)范指南（JSSG-2006）等文件；在民機審查中，波音主要參考的是25部和33部適航法規(guī)相關(guān)條款。

在民用飛機用增材制造零件適航審定過程中，波音主要從以下5個方面進行考慮，并向局方提供證明：（1）需求和設(shè)計準則：依據(jù)關(guān)重件和非關(guān)重件，對零件進行設(shè)計，證明零件設(shè)計符合設(shè)計要求；（2）材料和工藝規(guī)范：制定嚴格的材料和工藝規(guī)范，保證原材料、工藝、設(shè)備、后處理等流程完全受控，可穩(wěn)定一致地生產(chǎn)出零件產(chǎn)品；（3）材料表征和設(shè)計值：依據(jù)關(guān)重件和非關(guān)重件，按照FAA批準的BCA程序和統(tǒng)計方法開發(fā)設(shè)計值；同時關(guān)注25.619條款，通過材料測試方法、過程控制方法、檢驗方法和組批驗收規(guī)則來研發(fā)或證明不需要特殊安全系數(shù)；（4）驗證試驗：說明采用哪些驗證試驗證明最終零件性能符合設(shè)計要求；（5）無損檢測：說明采用哪些無損檢測方法來證明零件中不存在有害缺陷。

2.2空客公司

空客公司對增材制造的研究和實踐已有20余年[19]，從最早的聚合物應(yīng)用到后來的激光粉末床熔融和電子束選區(qū)熔化在金屬方面的應(yīng)用。2013年，空客與Stratasys合作研發(fā)聚合物增材制造零件，并實現(xiàn)了A350 XWB單機超過500件的裝機，這些零件覆蓋了多個機載系統(tǒng)的導(dǎo)管、線箍、封罩等多種結(jié)構(gòu)。2015年，空客將增材制造鈦合金短艙鉸鏈支架安裝于A350 XWB飛機上，成為A350 XWB上首個采用增材制造技術(shù)制造的鈦合金零部件。2017年3月，空客聯(lián)合德國利勃海爾、開姆尼茨工業(yè)大學(xué)等機構(gòu)研發(fā)的增材制造飛機擾流板液壓歧管裝載在A380飛機并試飛成功。

目前，空客在增材制造零件適航審查時主要的參考文件包括CS 25條款（CS 25.603、605、613、619等）、EASA CM-S-008文件以及空客內(nèi)部標準規(guī)范（材料、工藝、零件規(guī)范等）?？湛驮谠霾闹圃炝慵m航審查過程中主要的考慮因素主要包括：（1）增材制造零件將根據(jù)25.1301（功能和安裝）和25.1309（設(shè)備、系統(tǒng)及安裝）核心認證要求進行評估；（2）適航符合性通過設(shè)計和性能聲明（DDP）來驗證；（3）材料和工藝認證將依據(jù)CS25.603、605、613、619等法規(guī)進行審定，空客在此部分將先對供應(yīng)商進行審核，并將相關(guān)材料提交局方。

3增材制造零件適航審定路徑的要素分析

根據(jù)國外適航當(dāng)局發(fā)布的指導(dǎo)性文件及國外大型飛機制造公司的適航經(jīng)驗分析，為達到穩(wěn)定、可重復(fù)性生產(chǎn)所需的控制水平，推動增材制造零件順利通過適航審定，必須從材料設(shè)計值、設(shè)計、材料與制造、后處理、檢測、工藝驗證等全流程進行控制和審查。

3.1材料設(shè)計值

在建立材料設(shè)計值方面，首先應(yīng)建立規(guī)范的測試程序，基本原則是用于測試的試樣能夠代表多個成形批次、多個成形位置、多個成形方向以及多個原材料批次；其次，應(yīng)充分驗證工藝窗口（包括原材料成分、熱源參數(shù)、保護氣純度、熱源性能和粉末再利用等工藝變化范圍）以及確保試樣能夠準確反映成形零件的實際情況（如各向異性、孔隙率、熔合不良、表面粗糙度等情況）；推薦采用類似于復(fù)合材料的積木式驗證方法（見圖2），通過試樣級、細節(jié)件級、構(gòu)件級等多層級驗證方法來建立可靠的設(shè)計值；在建立實際零件設(shè)計許用值方面，要充分考慮增材制造材料的各向異性、最低基準材料設(shè)計值的建立原則（零件表面必須完成所有機加工操作）、熱暴露折減值的建立（考慮航空器運行工況）和零件特性折減值的建立（考慮零件結(jié)構(gòu)特征）等方面，最終建立設(shè)計許用值。

3.2零件設(shè)計

對于增材制造這一與設(shè)計相關(guān)的制造技術(shù)而言，從適航當(dāng)局的角度來說，零件設(shè)計將直接決定最終零件的質(zhì)量水平，因此零件設(shè)計的鑒定將作為適航審查的開始。在零件設(shè)計方面，適航當(dāng)局目前主要從零件取向、尺寸控制、表面質(zhì)量、支撐結(jié)構(gòu)和粉末去除等方面進行審查：（1）零件取向：應(yīng)充分考慮零件取向?qū)Σ牧细飨虍愋院蜌堄鄳?yīng)力的影響[20]，并盡量減少支撐結(jié)構(gòu)和懸垂結(jié)構(gòu)的數(shù)量；（2）尺寸控制：應(yīng)考慮工藝及裝備的成形能力（如可實現(xiàn)的最大/最小壁厚和圓角半徑）、殘余應(yīng)力、熱處理及熱等靜壓等產(chǎn)生的翹曲行為，以控制零件產(chǎn)品的尺寸偏差；（3）表面質(zhì)量：應(yīng)考慮表面粗糙度、特殊結(jié)構(gòu)表面特征（如懸垂、無支撐和自支撐結(jié)構(gòu)等典型表面特征）及內(nèi)表面處理等因素對于零件力學(xué)性能的影響。同時，還需考慮零件設(shè)計是否影響零件內(nèi)表面防護涂層的涂覆；（4）支撐結(jié)構(gòu)：應(yīng)合理考慮內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)無法去除以及去除支撐結(jié)構(gòu)引起的應(yīng)力集中而最終導(dǎo)致的零件力學(xué)性能下降等問題；（5）粉末去除：在成形具有復(fù)雜內(nèi)部特征零件時，粉末會殘留在零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。應(yīng)建立有效的粉末去除方案，并開展功能試驗，以驗證其不會對零件預(yù)期功能產(chǎn)生影響。同時，保證粉末完全去除后，再進行熱處理操作，防止殘留粉末燒結(jié)到零件內(nèi)表面上。

3.3材料與制造

由于原材料特性、工藝參數(shù)和相關(guān)操作變化對AM零件力學(xué)性能影響較大，為符合FAR-25.603/CS-25.603要求，申請者應(yīng)證明當(dāng)采用批準的規(guī)范時，所選擇的制造方法能夠持續(xù)生產(chǎn)出符合型號設(shè)計的零件。所有材料和制造過程應(yīng)通過具有統(tǒng)計學(xué)意義的最小樣本量的測試和試驗來鑒定，證明其可重復(fù)性和可靠性。在材料與制造方面，適航當(dāng)局目前主要從原材料規(guī)范、原材料再利用、工藝規(guī)范和零件材料規(guī)范4個方面進行審查：（1）原材料規(guī)范，由于原材料的控制對成形過程至關(guān)重要，原材料規(guī)范應(yīng)至少包括化學(xué)成分、形貌、粒徑分布、清潔度和流動性等影響零件質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)要素，同時需明確原材料性能測試方法和驗收要求；另外，為保證可追溯性，應(yīng)明確批次定義和組批規(guī)則；（2）原材料再利用，應(yīng)建立相關(guān)標準規(guī)范加以控制，申請者應(yīng)明確說明再利用粉末的混合方式和混合比例，并證明再利用粉末仍然滿足原材料規(guī)范要求以及通過再利用粉末生產(chǎn)的最終零件性能仍然符合設(shè)計要求[21-23]；（3）工藝規(guī)范，申請者應(yīng)首先對影響最終零件性能的關(guān)鍵工藝參數(shù)進行研發(fā)并確定其公差值，以便在工藝規(guī)范中進行固化，建立PCD文件。當(dāng)關(guān)鍵工藝參數(shù)發(fā)生變化時，應(yīng)重新進行工藝鑒定，方可進行后續(xù)生產(chǎn)；（4）零件材料規(guī)范，應(yīng)確保在規(guī)定工藝窗口內(nèi)的強度和其他性能滿足設(shè)計要求，材料規(guī)范應(yīng)至少包括化學(xué)成分、力學(xué)性能、顯微組織、孔隙率、表面粗糙度、后處理（包含熱處理）、質(zhì)量保證規(guī)定和測試證書等內(nèi)容。

3.4后處理

在毛坯后處理方面[24-27]，應(yīng)規(guī)范并說明后處理工藝、程序及順序，包括殘余粉末去除方法、殘余應(yīng)力去除方法、切除基板取件方法、支撐去除方法、熱處理制度、熱等靜壓工藝參數(shù)、表面精加工和防護涂層涂覆方法的程序、順序以及相關(guān)處理對最終零件的顯微組織、材料性能和尺寸精度的潛在影響。在后處理方面，尤其需要答復(fù)適航當(dāng)局的關(guān)鍵問題，如去除殘余粉末的方法及如何確認全部粉末已被清理干凈。

3.5檢驗方法

由于增材制造是逐層沉積的過程，會產(chǎn)生在成形方向上不具有顯著高度的缺陷[24，28-29]（如沿成形面形成的、僅有1～2層厚的熔合不良等平面缺陷）。此外，成形態(tài)表面粗糙，可能會掩蓋表面缺陷，難以檢測。常規(guī)無損檢測方法（如X射線、熒光、超聲、渦流）是適用于AM零件檢驗的，但可能需要以新的或組合的檢驗方式來檢測AM過程產(chǎn)生的缺陷[30]。因此，在檢測AM零件時，應(yīng)明確零件材料固有缺陷及缺陷閾值標準，確定檢測時機，選擇合適的檢測方法與標準，保證表面狀態(tài)符合無損檢測要求并通過超聲、CT等方法[31-32]應(yīng)對復(fù)雜幾何形狀及內(nèi)部特征的檢測。目前，CT是唯一被批準用于檢查無法直接訪問的內(nèi)部特征的檢查方法，但需要考慮其成本、時間、能力等。同時，當(dāng)CT不能滿足檢測內(nèi)部特征所需的分辨率和精度時，必須與其他傳統(tǒng)的零件檢測方法相結(jié)合，如統(tǒng)計過程控制和定期破壞性評估。

3.6過程驗證

為保證穩(wěn)定、可再現(xiàn)地生產(chǎn)出符合設(shè)計要求的尺寸、性能及質(zhì)量的零件，必須對AM過程進行控制和驗證。過程驗證方法包括但不限于首件檢驗、破壞性評估、無損檢測評估、冶金檢驗以及化學(xué)和力學(xué)性能試驗，以驗證生產(chǎn)的零部件始終滿足設(shè)計要求。過程驗證類型主要分為固化工藝鑒定、設(shè)備（包括多設(shè)備）鑒定以及關(guān)鍵工藝變更鑒定。需要重點關(guān)注的是，當(dāng)關(guān)鍵工藝參數(shù)發(fā)生變更時，必須提供可靠的試驗數(shù)據(jù)及依據(jù)進行自證。

4結(jié)論

本文通過分析國外適航當(dāng)局增材制造適航審定指導(dǎo)文件，結(jié)合國外飛機制造公司增材制造零件適航經(jīng)驗，對材料設(shè)計值、設(shè)計、材料與制造、后處理、檢測、工藝驗證等適航審定路徑中的技術(shù)要素進行了深入分析，為國內(nèi)大飛機增材制造零件適航審定工作提供支持。針對增材制造零件適航審定路徑提出以下幾點建議。

（1）AM材料工藝研發(fā)。為保障整個AM生產(chǎn)過程穩(wěn)定可控，應(yīng)開展全面可靠的AM材料工藝研發(fā)工作，確定工藝窗口，并建立全流程的標準化規(guī)范文件，保證設(shè)備經(jīng)過校準并定期維護、操作人員經(jīng)過培訓(xùn)并持證上崗、冶金過程及生產(chǎn)過程經(jīng)過嚴格控制和鑒定認證，最終實現(xiàn)零件產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

（2）建立完整可信的材料性能數(shù)據(jù)集。應(yīng)建立標準化材料性能研發(fā)方法，考慮環(huán)境敏感性，以獲取材料設(shè)計許用值。建議采用積木式驗證方法，通過試樣級、細節(jié)件級、構(gòu)件級等多層級進行驗證，保證最終零件性能的可靠性。依據(jù)適航條款25部要求，進行材料和工藝的鑒定認證，保證研制生產(chǎn)過程的可重復(fù)性和質(zhì)量一致性，最終建立完整可信的材料性能數(shù)據(jù)集。

（3）實施統(tǒng)計過程控制（SPC），保證生產(chǎn)過程穩(wěn)定并受控。根據(jù)統(tǒng)計過程控制，確定過程的控制上下限和異常點，以對生產(chǎn)過程進行評估和監(jiān)控。同時，結(jié)合統(tǒng)計過程控制結(jié)果和材料性能檢測結(jié)果，對過程能力進行綜合評估和改進，優(yōu)化生產(chǎn)過程，并保證全過程穩(wěn)定且受控。

（4）零件鑒定評估。建立增材制造材料和零件的標準化測試方法以及符合增材制造特征的無損檢測方法，對零件性能進行完整合理的評估和鑒定。針對復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，CT是目前唯一被批準用于檢查無法直接訪問的內(nèi)部特征的檢查方法，但必須結(jié)合其他檢測方法或研發(fā)相關(guān)對比標樣來驗證CT檢測結(jié)果的可信性。同時，由于增材制造零件材料特性與傳統(tǒng)鍛鑄件有著明顯不同，需加深對材料和零件失效模式的研究，以更好地對零件鑒定評估做出合理的判斷。

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Analysis and Inspiration of Airworthiness Certification Path for Additive Manufacturing Parts

Sun Shiyu，Li Xiaofei

AVIC China Aero-polytechnology Establishment，Beijing 100028，China

Abstract： With the continuous development and maturity of additive manufacturing which is regarded as an emerging technology， foreign airworthiness authorities have successively issued multiple documents to guide additive manufacturing parts to quickly obtain airworthiness certification， providing new momentum for the leap-forward development of aircraft structure technology. By analyzing the guidance documents issued by Federal Aviation Administration （FAA） and the European Aviation Safety Agency （EASA）， as well as the experience and considerations of large aircraft manufacturing companies in the airworthiness certification of additive manufacturing parts，the analysis has drawn the material design value， design， materials and fabrication， post-processing， inspection， process validation and other considerations for the airworthiness certification of the entire additive manufacturing process， which provides references for aircraft additive manufacturing parts in the process of airworthiness certification.

Key Words： additive manufacturing； airworthiness certification； qualification； standard； nondestructive detection