在航空航天等监管严格领域，增材制造零件制造正面临一项挑战：零件在制造技术层面上已取得成功，但往往难以获得飞行认证。
在去年召开的某次航空航天与国防论坛中，Northrop Grumman（诺斯罗普·格鲁曼）公司增材制造卓越中心负责人曾直言，公司每年增材制造数十万个零件，但真正的挑战并非是增材制造本身，而是在于如何证明一个3D打印零件在太空的极端环境下不失效。
如果将这一问题拆解，会发现它其实指向了两个层面。第一个层面是检测可达性——零件打印出来了，但无法像对待传统锻件那样，对它的每一个关键区域进行逐点检查。第二个层面是认知完整性，即便用传统检测方式完成了检测，试样结果能否代表整个零件的真实状态，仍然是一个需要追问的问题。
根据3D科学谷的市场观察，目前，监管机构和认证机构已开始重新审视增材制造零件认证的逻辑，并开始探索一条不同于传统物理测试的新路径：数字化预认证。一场围绕认证逻辑的变革，正在从企业实践上升为多个国家和地区的战略探索。本期，我们以格鲁曼公司遇到的增材制造零件认证挑战为引，回顾各国、各区域围绕数字化预认证所做的探索与布局。
Northrop Grumman 3D打印航天零件
物理测试的边界
当单件式零件成为检测黑箱
格鲁曼公司制造的3D打印推进剂贮箱是遇到这一体战的典型案例。
该公司使用定向能量沉积（DED）3D打印技术和Ti-64钛合金材料，制造功能集成的一体式贮箱，成功将交付周期缩短约50%，成本降低约30%。
然而，正是这个解决了传统供应链挑战的功能集成设计，也带来了全新的认证挑战。因为全新设计的功能集成贮箱检测难度增大，目前团队面临的技术障碍仍然是这些部件的无损检测。
推进剂贮箱是压力容器，而前往太空的压力容器不会有第二次机会。传统的物理测试方法，通过成百上千个物理试样的拉伸、疲劳等测试来建立材料性能基准数据集，在增材制造领域遇到了挑战。增材制造在创造零件的同时也在创造材料，零件的微观结构和性能对工艺参数高度敏感，且同一零件内部可能存在不同的微观结构梯度和缺陷分布差异。这意味着传统基于试样的统计推断难以完全代表复杂零件的真实状态。
更关键的是，无损评估技术常常滞后于它们需要验证的增材制造几何结构。格鲁曼的增材制造负责人透露，目前增材制造零件的质量成本约占零件总成本的一半。而开发用于太空飞行的材料许用值可能需要长达18个月并耗费数百万美元。这种穷举式的物理试错路径，正在成为增材制造规模化应用的瓶颈。
如果物理测试的边界已经显现，那么是否可以将部分检测工作由物理测试转向数字化方式？
软件正在重塑认证逻辑
当物理测试走到极限，一条新的探索方向正在打开：基于模型的数字化预认证。
传统的认证逻辑是打印、测试、验证，而数字化认证的构想是仿真、预测、有限验证。具体而言，这一方式是在打印之前，于数字空间中预测零件的微观结构、力学性能、残余应力分布和缺陷风险，从而在理论上减少对物理测试的依赖。
这并不意味着数字化认证已经能够取代实验检测，但它提出了一个思考角度，那就是数字化预认证在经济层面已经展现出相当的潜力。
全球共识正在形成
更具标志性意义的是，这一方向正在从企业实践扩展为多个国家和地区的战略探索。
America Makes以200万美元国家级项目入局
2026年初，美国国家增材制造创新机构America Makes联合国家国防制造与加工中心及美国国防部副制造技术办公室，正式发布总预算200万美元的“增材制造材料许用值人工智能应用”项目，简称AIM-4AM。该项目针对H1025状态的17-4PH不锈钢，旨在开发一套AI驱动的风险量化框架，在保持严格统计与工程置信度的前提下，探索压缩传统认证流程所需物理测试规模的可能性。入选团队由Dyndrite领衔，联合Mimo Technik与RTX，项目周期为21个月，涵盖从初步认证数据集开发到AI模型验证的全流程。
这一项目的目的不是用AI替代测试，而是用AI辅助风险决策。机器学习模型利用量化不确定性，推荐最具信息量的下一个实验：当拉伸和压缩数据已快速达到统计收敛时，模型可指示无需进一步测试；而当疲劳数据呈现较大离散性时，模型则指向需要额外的定向测试。
新加坡标准理事会推动国际合作框架
几乎同时，新加坡标准理事会启动了金属3D打印组件数字化认证方法技术报告编制项目。该项目致力于建立关于数字孪生辅助认证的最低共识基线。
这一实践指向了一个趋势：增材制造正在从物理测试驱动认证向模型与数据驱动认证跃迁。
美国国家科学院专题研讨
2024年5月，美国国家科学院举办增强增材制造鉴定与认证方法专题研讨会，由国防部资助，汇聚了NASA喷气推进实验室、普惠公司、苏黎世联邦理工学院等机构专家。
会议提出了通过软件改进来降低增材制造设计、鉴定和测试成本与时间的探索方向。普惠公司指出，传统方法过于静态，需要一种不同的、基于模型的路径。设计、工艺、结构、性能和性能的系统工程方法，使人们能够考虑各因素在零件生产中的交互作用，从而鉴定和认证产品。
仍需跨越的距离
增材制造正在走向产业化深水区。本文谈到的航天贮箱案例表明，增材制造环节的工艺突破只是第一步，认证环节的效率、成本与可靠性同样是增材制造产业需要突破的瓶颈。
数字化预认证目前仍处于探索阶段。但无论是America Makes的AIM-4AM项目还是新加坡标准理事会的技术报告编制，都旨在建立方法论的共识基线。数字化预认证模型的预测精度如何验证、认证机构何时能够采信仿真结果，各方正在努力探索这些问题，从而推动数字化预认证模式的发展。
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