麦肯锡揭示航空业预警：9400架订单积压，靠3D打印破局航空维修困境？

科技 2024-12-24 07:38 美国

AM易道导语：

在后疫情时代的航空业，当航空公司忙于应对客流暴增、制造商苦于订单积压之际，我们需要思考3D打印给这个行业带来的可能性。

一个场景：一架价值数亿的客机因为几个零件而被迫停场，带来的不仅是巨额经济损失，更是密集航班的连锁反应。

如果，通过3D打印技术，叠加数字仓库，工程师们只需按下"打印"按钮，几小时后就能拿到完美契合的替换件。

这个场景，可能是将要发生的航空工业模式变革。

让我们看看3D打印如何为航空业的不确定性带来确定性答案。

航空业的当前困境：需求暴涨遇上多重挑战

麦肯锡最新研究显示，航空制造商目前面临着高达9400架次的订单积压，这些订单需要在2027年前完成交付。

为应对这一挑战，主要制造商正在努力将月产能提升至55-100架的历史新高。

这看似是一个令人幸福的烦恼，却也暴露出整个行业面临的深层次问题。

AM易道认为，航空业正处在一个典型的风口浪尖：

一边是来势汹汹的市场需求，另一边则是难以快速突破的产能瓶颈。

更棘手的是，这个行业还面临着前所未有的多重不确定性：

全球通胀压力、供应链持续紧张、地缘政治冲突，以及愈发突出的劳动力短缺问题。

航空业的关键挑战：三种未来情境

面对当前的复杂形势，麦肯锡的专家团队提出了三种可能的未来情境。

在最乐观的情境A中，政府和企业将通过有力的货币和财政政策有效应对当前经济形势，全球能源市场和供应链将逐步企稳，中国市场需求将快速回升，这种情况下航空业年复合增长率可达到3.8%。

而在相对保守的情境B中，即便各国央行加息应对通胀，经济仍将保持韧性。

消费者虽然谨慎但仍会保持适度消费，加上各国逐步放开旅行限制，行业仍将维持稳健增长。

但我们也不得不面对情境C的可能：全球供应链持续紧张、中国市场复苏缓慢，以及持续走高的利率可能共同导致航空需求增长放缓至0.8%。

3D打印：MRO领域的破局者

AM易道认为，正是在这样充满不确定性的背景下，3D打印技术的优势开始凸显。

这项技术不仅能够帮助航空公司快速解决零部件短缺问题，更重要的是，它正在重塑整个航空维修、维护和大修（MRO）的生态。

让我们看一个Materialise分享的真实案例：波音B737客机的dado面板（减压面板）。

这种安装在客舱壁面下方的格栅面板在正常情况下保持部分打开状态，用于空气循环。

这个安装在客舱壁面底部、紧邻窗边座位的格栅状面板承担着重要使命：

在正常飞行中保持部分开启状态，确保从顶部送入的空气能够通过侧壁流出；一旦发生座舱失压等紧急情况，面板会完全打开，加速客舱与受影响区域之间的压力平衡。

但其连接用的栓锁和销钉容易损坏，一旦出现问题就必须停飞维修。传统方案是更换整个面板，不仅成本高昂，维修等待时间也很长。

但3D打印带来了全新的解决方案。

通过与设计机构Expleo合作，Materialise重新设计了这个部件，打造出一个更坚固的锁扣机构以及各种类似小零件的维修套件组合。

这不仅降低了航空公司的成本，更大幅缩短了维修时间，让飞机能够快速重返蓝天。

数字制造重塑航空维修新生态

在航空维修领域，一个常被忽视但至关重要的创新正在发生：运营商不再需要为每一个可能损坏的部件都储备实物库存。

取而代之的是，他们只需要储存数字文件，在需要时快速打印所需零件。这种转变看似简单，却是对传统航空维修模式的彻底颠覆。

延伸阅读：消灭库存！中东重金打造3D打印数字仓库模式

AM易道认为，3D打印技术在航空维修领域的应用，不仅仅是一种技术升级，更是一种模式的更新。

虽然目前飞行关键部件的3D打印应用仍处于初级阶段，但在非关键舱内部件领域，这项技术已经展现出的潜力，后面会有具体案例。

创新协作模式：三方联盟

一个引人注目的创新实践是Materialise公司最近建立的三方战略联盟。这个联盟涵盖了：

Proponent：全球最大的独立航空分销商
Stirling Dynamics：EASA 21.J认证的航空设计机构
Materialise：在其EASA Part 21G认证的生产设施进行3D打印生产

每个合作伙伴都在发挥各自的专长：

Stirling Dynamics负责开发经过认证的优化设计方案，Materialise确保高质量的3D打印生产，而Proponent则通过其全球网络将这些创新成果送达全球各地的航空公司、MRO机构和OEM厂商。

Stirling Dynamics的创新案例很多，除了前面替代的Dado板维修套件还有：

扶手头的保护盖：

机舱座位指示牌：

突破传统思维：从被动防御到主动创新

航空工业正在经历一场思维转型。

如果说传统维修思维是守城：被动等待问题发生再修复，那么3D打印带来的新思维则是主动出击-通过优化设计从源头预防问题。

一个典型案例也是Materialise分享的空客商用客机的行李隔板。

通过专门为3D打印优化的设计，新型隔板重量比传统设计轻了15%。这不仅降低了生产和维护成本，更为航空公司带来了实实在在的燃油节省。

技术信任：从质疑到认可的跨越

虽然3D打印技术在航空领域展现出巨大潜力，但仍有一些质疑声音。

有人担心3D打印件的强度和功能性是否能达到传统制造的水平，这种担忧主要源于两个方面：对新技术的不熟悉和对变化的本能抵制。

但事实胜于雄辨。

目前已有大量3D打印零件在空中服役，积累了大量可靠的性能数据和完整的工艺文档，符合航空工业严格的标准和规范。

AM易道最后聊两句

根据麦肯锡9400架订单描述的情形，商用航空工业从制造商的订单压力到航空公司的维修难题愈发凸显。

AM易道认为，在这个背景下，3D打印不再仅仅是一种替代工艺，而是有望成为重塑整个价值链的推动力。

展望未来，虽然不确定性依然存在，但随着3D打印技术的持续成熟和规模化应用，我们有理由相信：

一个更智能、更敏捷、更可持续的航空产业正在形成。

那些敢于拥抱创新、勇于突破传统的团队或企业，终将在这场变革中吃到航空维修产业这块超级大蛋糕。

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Reference:
1.https://www.mckinsey.com/industries/aerospace-and-defense/our-insights/planning-for-uncertainty-in-commercial-aerospace
2.https://www.materialise.com/en/inspiration/articles/expleo-aerospace-3d-printed-spare-parts
3.https://www.aerospacemanufacturinganddesign.com/article/how-3d-printed-aviation-parts-can-accelerate-return-to-air/
4.https://www.stirling-dynamics.com/aviation/qualified-smart-parts

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