航空工業在上個世紀80年代就開始使用增材制造技術，之前增材制造在航空制造業只扮演了做快速原型的小角色。最近的發展趨勢是，這壹技術將在整個航空航天產業鏈占據戰略性的地位。包括波音、空客、Lockheed Martin,霍尼韋爾以及普惠都做出了表率行動。
新壹代飛行器不斷向高性能、高可靠性、長壽命、低成本方向發展，越來越多地采用整體結構，零件趨向復雜化、大型化，從而推動了增材制造技術的發展與應用。增材制造技術從零件的三維CAD 模型出發，無需模具，直接制造零件，可以大大降低成本，縮短研制周期，是滿足現代飛行器快速低成本研制的重要手段，同時也是滿足航空航天超規格、復雜金屬結構制造的關鍵技術之壹。
電子束熔絲沈積成形
電子束熔絲沈積技術又稱為電子束自由成形制造技術（Electron Beam Freeform Fabrication，EBF3）。在真空環境中，高能量密度的電子束轟擊金屬表面形成熔池，金屬絲材通過送絲裝置送入熔池並熔化，同時熔池按照預先規劃的路徑運動，金屬材料逐層凝固堆積，形成致密的冶金結合，直至制造出金屬零件或毛坯。
電子束熔絲沈積快速成形技術具有壹些獨特的優點，主要表現在以下幾個方面：
（1）沈積效率高。電子束可以很容易實現數10kW 大功率輸出，可以在較高功率下達到很高的沈積速率（15kg/h），對於大型金屬結構的成形，電子束熔絲沈積成形速度優勢十分明顯。
（2）真空環境有利於零件的保護。電子束熔絲沈積成形在10-3Pa真空壞境中進行，能有效避免空氣中有害雜質（氧、氮、氫等）在高溫狀態下混入金屬零件，非常適合鈦、鋁等活性金屬的加工。
（3）內部質量好。電子束是“體”熱源，熔池相對較深，能夠消除層間未熔合現象；同時，利用電子束掃描對熔池進行旋轉攪拌，可以明顯減少氣孔等缺陷。電子束熔絲沈積成形的鈦合金零件，其超聲波探傷內部質量可以達到AA 級。
（4）可實現多功能加工。電子束輸出功率可在較寬的範圍內調整，並可通過電磁場實現對束流運動方式及聚焦的靈活控制，可實現高頻率復雜掃描運動。利用面掃描技術，能夠實現大面積預熱及緩冷，利用多束流分束加工技術，可以實現多束流同時工作，在同壹臺設備上，既可以實現熔絲沈積成形，也可以實現深熔焊接。利用電子束的多功能加工技術，可以根據零件的結構形式以及使役性能要求，采取多種加工技術組合，實現多種工藝協同優化設計制造，以實現成本效益的最優化。
美國麻省理工學院的V.R.Dave等人最早提出該技術並試制了Inconel 718合金渦輪盤。2002年，美國航空航天局（NASA）蘭利研究中心的K.M. Taminger 等人提出了EBF3技術，重點開展了微重力條件下的成形技術研究。同壹時期，在海軍、空軍、國防部等機構支持下，美國Sciaky 公司聯合Lockheed Martin、Boeing 公司等也在同時期合作開展了研究，主要致力於大型航空金屬零件的制造。成形鈦合金時，最大成形速度可達18kg/h，力學性能滿足AMS4999標準要求。Lockheed Martin 公司選定了F-35飛機的襟副翼梁準備用電子束熔絲沈積成形代替鍛造，預期零件成本降低30%~60%。據報道，裝有電子束熔絲沈積成形鈦合金零件的F-35飛機已於2013年初試飛。2007年美國CTC公司領導了壹個綜合小組，針對海軍無人戰鬥機計劃，制定了“無人戰機金屬制造技術提升計劃”（N-UCASMetallic Manufacturing Technology Transition Program），選定電子束熔絲沈積成形技術作為未來大型結構低成本高效制造的方案。目標是將無人機金屬結構的重量和成本降低35%。
圖片：Sciaky制造的零件
中航工業北京航空制造工程研究所於2006年開始電子束熔絲沈積成形技術研究工作，開發了電子束熔絲沈積成形設備。開發的最大的電子束成形設備真空室46m3，有效加工範圍1.5m×0.8m×3m，5軸聯動，雙通道送絲。在此基礎上，研究了TC4、TA15、TC11、TC18、TC21等鈦合金以及A100超高強度鋼的力學性能，研制了大量鈦合金零件和試驗件。2012年，采用電子束熔絲成形制造的鈦合金零件在國內飛機結構上率先實現了裝機應用。
圖片：中航工業北京航空制造工程研究的電子束熔絲沈積成形設備
激光直接沈積增材成形
激光直接沈積技術是在快速原型技術和激光熔覆技術的基礎上發展起來的壹種先進制造技術。該技術是基於離散/堆積原理，通過對零件的三維CAD 模型進行分層處理，獲得各層截面的二維輪廓信息並生成加工路徑，在惰性氣體保護環境中，以高能量密度的激光作為熱源，按照預定的加工路徑，將同步送進的粉末或絲材逐層熔化堆積，從而實現金屬零件的直接制造與修復。
激光直接沈積技術的特點如下：（1）無需模具；（2）適於難加工金屬材料制備；（3）精度較高，可實現復雜零件近凈成形；（4）內部組織細小均勻，力學性能優異；（5）可制備梯度材料；（6）可實現損傷零件的快速修復；（7）加工柔性高，能夠實現多品種、變批量零件制造的快速轉換。
在我國，西安鉑力特的LSF設備就是這類技術的代表。除此之外，典型企業還有美國的OPTOMEC公司，法國BeAM公司，德國通快以及專為CNC機床公司提供增材制造包的HYBRID公司。
激光直接沈積技術是20世紀90年代首先從美國發展起來的。1995年，美國Sandia 國家實驗室開發出了直接由激光束逐層熔化金屬粉末來制造致密金屬零件的快速近凈成形技術。此後，Sandia 國家實驗室利用LENS 技術針對鎳基高溫合金、鈦合金、奧氏體不銹鋼、工具鋼、鎢等多種金屬材料開展了大量的成形工藝研究。1997年，Optomec Design 公司獲得了LENS 技術的商用化許可，推出了激光直接沈積成套裝備。1995年，美國國防部高級研究計劃署和海軍研究所聯合出資，由約翰霍普金斯大學、賓州州立大學和MTS 公司***同開發壹項名為“鈦合金的柔性制造技術”的項目，目標是利用大功率CO2激光器實現大尺寸鈦合金零件的制造。基於這壹項目的研究成果，1997年MTS 公司出資與約翰霍普金斯大學、賓州州立大學合作成立了AeroMet 公司。為了提高沈積效率並生產大型鈦合金零件，AeroMet 公司采用14~18kW 大功率CO2激光器和3.0m×3.0m×1.2m大型加工艙室，Ti-6Al-4V合金的沈積速率達1~2kg/h。AeroMet 公司獲得了美國軍方及三大美國軍機制造商波音、洛克希德·馬丁、格魯曼公司的資助，開展了飛機機身鈦合金結構件的激光直接沈積技術研究，先後完成了激光直接沈積鈦合金結構件的性能考核和技術標準制定，並於2002年在世界上率先實現激光直接沈積Ti-6Al-4V 鈦合金次承力構件在F/A-18等飛機上的裝機應用。
自“十五”開始，在國家自然科學基金委員會、國家863計劃、國家973計劃、總裝預研計劃等國家主要科技研究計劃資助下，北京航空航天大學、西北工業大學、中航工業北京航空制造工程研究所等國內多個研究機構開展了激光直接沈積工藝研究、力學性能控制、成套裝備研發及工程應用關鍵技術攻關，並取得了較大進展。
C919大客翼身組合體大部段中的關鍵零部件鈦合金上、下翼緣條是由西安鉑力特激光成形技術有限公司使用金屬增材制造技術（3D打印）所制造，上、下翼緣條中最大尺寸3070mm，最大重量196kg的左上緣條，僅用25天即完成交付，大大縮短了航空關鍵零部件的研發周期，實現了航空核心制造技術上壹次新的突破。