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一个兴趣一生使命

走上未知的路

在人们的印象中，机务就是在机坪上“修飞机的”，但年轻的上海小囡沈夏祥却是一个“非典型”机务——因为喜爱3D打印，他将3D 打印应用到了航空零部件制造领域，并让东航成为中国民航首个制造3D 打印航空零部件并装机飞行的航空公司。

如今，沈夏祥正在为“建立中国民航3D 打印行业标准”的目标努力着。“未来的路，都是前人没有走过的，要靠我们自己去开辟，这其中肯定会有很多艰难困苦，但作为新时代的青年，我们有信心。”沈夏祥说。

沈夏祥在一线工作时

沈夏祥

为什么不能自己造一个而非要向波音采购？“我们通过3D扫描测绘外形数据，然后绘制标牌的三维数模，再打印机打印，仅用了2 天时间就造出了这个标牌。”

2012 年8 月，从上海工程技术大学毕业的沈夏祥和同班同学陈之易一起进入东航技术，成为机务。

两人被分到了同一个班组，但“主攻”的机型不同，沈夏祥负责A320 窄体机维修，陈之易负责A330 宽体机维修。那年夏天，沈夏祥无意间在网上看到了一个视频，立马发给了陈之易。

“视频中，一堆粉末，通过一个机器，立马变成了一个扳手，而且还能用，我惊呆了！”

沈夏祥说，当时他们喜欢三维建模，把自己的想法用图纸表现出来，“三维制图虽然好，但画出来的东西凭个人的能力却没法实现，所以一直很苦恼。看了那个视频后，我们立即觉得，这个技术不得了，自己设计的东西直接就可以根据图纸做出来。”

这是沈夏祥和陈之易第一次知道3D 打印，他们并不知道，这项“神奇”的技术日后将改变他们的职业轨迹。

2014 年，东航引进了B777-300ER 飞机，其中一架飞机上，73 排少了一个座位标牌。“座位标牌大家都不陌生的，每位旅客登机时都要根据座位标牌寻找自己的座位。”沈夏祥说，虽然这个座位标牌并不是什么重要零部件，但没有的话会给旅客登机就座造成不便，从而乘机体验会大打折扣。这个座位标牌向波音公司订购，得到的答复却是，订购周期要超过半年之久！为什么不能自己造一个而非要向波音采购？公司附件部一个领导知道沈夏祥和陈之易平时喜欢3D打印，就让他们尝试着做一个。

“我们拆了另外一个标牌，通过3D 扫描测绘外形数据，然后绘制标牌的三维数模，再用打印机打印，最终印刷座位号，仅用了2 天时间就造出了这个标牌。”沈夏祥介绍说，在通过自制件批准后，这个座位标牌装机使用。

“3D 打印航空零部件，首先要解决打印材料问题。买不到，我们就自己造！”“ 为什么不能突破垄断，制造属于我们自己的3D打印设备？”

沈夏祥

这次3D 打印座位标牌，不但大大节省了周期时间和成本，也使得东航成为中国民航首个制造3D 打印航空零部件并装机飞行的航空公司。

更为关键的是，这次经历让根深蒂固的“原厂买零件替换”的传统机务维修“思路”被打开了。这种3D 打印航空零部件的模式能不能进一步推广？

随后，东航技术成立了增材制造实验室，由沈夏祥和陈之易领衔，展开了一系列的研发实验。“3D 打印航空零部件，首先要解决打印材料问题。”沈夏祥介绍说，所有装在飞机上的零部件，其材料都要满足适航要求，而他们制造的3D 打印内饰件满足适航要求的第一要求就是阻燃，但当时找遍全国竟无一款现成的3D 打印阻燃线材。

△沈夏祥展示3D打印材料

“买不到，我们就自己造！”沈夏祥和团队开始了一次又一次的实验测试。

刚开始，他们找的材料，阻燃的不能打印，能打印的不阻燃，始终找不到平衡的配方。一次次失败让沈夏祥一度有些绝望，但他没有放弃，最终，通过不断研究无数次改性、试验、测试，他们的材料终于通过了阻燃性测试。随后，他们又向提高材料的机械性能、经济性、打印性能发起挑战。

在攻克适航材料后，沈夏祥和团队发现，西方国家几乎垄断了工业级高端设备市场，使3D 打印技术使用成本居高不下。

“为什么不能突破垄断，制造属于我们自己的3D 打印设备？”

于是，2015 年，他们又和国内厂家合作开发3D 打印设备。最初，他们开发的打印机最大打印体积仅64升，但经过3 年研究，到2018 年，他们自主设计研发的工业级超大幅面高速打印设备，打印体积已达到1000 升。

“大家对打印机的打印体积可能没有直观的感受，这么说吧，64 升差不多只能打印一个商务舱书报架，而1000 升的空间就能塞进整个商务舱座位，这意味着很多客舱零件不再受制于打印机尺寸而无法打印了。”沈夏祥说。

在东航技术附件部的增材制造实验室，摆放着一排3D打印的飞机客舱内饰零部件，比如商务舱书报架、飞机驾驶舱EFB 承载板、商务舱扶手皮垫支撑板、飞机EFB 支架等等。

沈夏祥拿起一块B777 飞机驾驶舱EFB 承载板介绍说，现在飞行员都是使用电子飞行数据包（EFB）代替厚重的飞行手册，“这块承载板就是驾驶舱飞行员放PAD 用的，如果向波音公司订购，他们的报价是1600 美元，供货周期在6 个月。而我们用3D 打印制造，只需不到1600 元人民币，制造周期不到6 天。”此外，增材制造实验室还设计并使用3D 打印制造了定制的飞机EFB 支架，包括空客330 和320、波音737 等在内的很多商用机都已购买并安装了这种部件。

@3D打印成品飞机模型

沈夏祥透露，自成立以来，实验室已陆续生产并安装了超过300 个成品部件，东航也由此成为国内第一家将3D 打印的客舱内饰件应用到商用客机中的航空公司。实验室开发了很多客舱内部件，包括座椅扶手、门把手盖板、行李架锁扣、电子飞行包支架和报架等等，通过3D小批量打印，既解决了过去易损零件订货周期长、成本高的问题，同时也保障了机队的安全飞行，提高了旅客的乘坐体验。

沈夏祥

“工作后，我以为我会一直奋战在机务维修的岗位上，从来没想过会‘半路出家’从事3D 打印方面的研发，而这一切只是源于一个兴趣。”

目前，中国东方航空集团有限公司运营着超过700 架现代化飞机，航线覆盖177个国家、1062个目的地。为保障飞行安全，沈夏祥所在的东方航空技术有限公司承担了中国东方航空的飞机维护及部件修理的重要任务。

而经过近4 年的研究和发展，已是东航技术附件部研发中心工程师的沈夏祥意识到，3D 打印技术深入运用航空制造、航空维修已是国际趋势，如今他的目标是为中国民航3D 打印行业建立标准。

@沈夏祥展示打印成品

“我们现在正在做PMA 取证工作，预计今年底明年初就能完成取证工作。”沈夏祥介绍说，这个证是3D 打印航空零部件从实验室走向工厂的“敲门砖”，“PMA证是民机零部件制造人生产许可证，有了这个证后，我们生产的3D 打印飞机零部件不但能供给我们东航自己的飞机使用，而且也能供给其他航空公司的飞机使用，也就是说，我们可以销售这些3D 打印零部件。”

不过，PMA 的取证工作并不容易，需要在设计环节、生产质量环节都满足审定要求，1700 多个条款要逐一审定。为此，沈夏祥和团队建立了3D 打印零部件的质控体系，正在筹备取证及质控体系所需的厂房及硬件设施。而更为艰难的是，这期间的所有工作都没有任何经验可以借鉴，“其中的酸甜苦辣只有我们自己知道。”

去年，沈夏祥代表东航技术参加了首届民航科教创新成果展，中国民航局局长冯正霖、民航华东管理局局长蒋怀宇对东航3D 打印技术在实际生产中的应用成果表示了肯定。这让沈夏祥坚定了继续发展的信念。“我们的目标是成为中国民航3D 打印行业的标准，计划在PMA 取证后的3-5 年内，与局方共同建立民航3D 打印标准。”

沈夏祥说，目前，在世界范围内3D 打印飞机零部件已陆续在开展，比如，美国FAA 已在一些非关键部件上采用3D 打印，空客350 验证机上也装备了超过1000个3D 打印飞行部件。作为一个传统制造的互补工艺，未来3D 打印将被更多人所接受。

“工作后，我以为我会一直奋战在机务维修的岗位上，从来没想过会‘半路出家’从事3D打印方面的研发，而这一切只是源于一个兴趣。”沈夏祥感慨地说，虽然前路有很多困难险阻，但作为新时代中国青年的一分子，他和团队有信心有能力肩负起推动中国民航3D 打印的使命。

编辑 尹曦

编辑 尹曦

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