【編者按】3D打印技術(shù)在航空工業(yè)的發(fā)展正在如火如荼地進行著啥闪,它將為我們帶來哪些驚艷之處?
3D打印技術(shù)發(fā)展至今,已從最初的模型制造轉(zhuǎn)為實體零部件直接制造济瓢。其技術(shù)發(fā)展大致可分為三個階段,在20世紀(jì)80年代妹卿,出現(xiàn)了立體平版印刷(SLA)和分層物體制造(LOM)技術(shù)葬荷,在20世紀(jì)90年代,出現(xiàn)了激光選區(qū)燒結(jié)(SLS)技術(shù)纽帖;自2000年至今宠漩,選擇性熔化(SLM)、激光近凈成形(LENS)懊直、電子束熔融(EBM)等技術(shù)成為主流扒吁。
上海航天設(shè)備制造總廠科瑞工研所副所長兼上海金屬增材制造工程中心主任、上海市增材制造協(xié)會會長旱醉、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)特聘教授王聯(lián)鳳先生
3D打印技術(shù)發(fā)展至今邀耽,已從最初的模型制造轉(zhuǎn)為實體零部件直接制造。其技術(shù)發(fā)展大致可分為三個階段敬育,在20世紀(jì)80年代平葡,出現(xiàn)了立體平版印刷(SLA)和分層物體制造(LOM)技術(shù),在20世紀(jì)90年代零勃,出現(xiàn)了激光選區(qū)燒結(jié)(SLS)技術(shù)宗而;自2000年至今,選擇性熔化(SLM)类菊、激光近凈成形(LENS)攻躏、電子束熔融(EBM)等技術(shù)成為主流。
在其發(fā)展過程中,3D打印技術(shù)一直有一個明顯的優(yōu)勢就是可以將多個零部件集合成一個整體制造出來跃唧,以便減少零部件的數(shù)量茴怀,其安全性和可靠性隨之提高。因為令怎,從理論上來講找筝,零部件越多越不安全。
航天工業(yè)是一個需要高度安全性的領(lǐng)域慷吊,因此上述優(yōu)勢對于航天工業(yè)而言就顯得尤為重要呻征。回顧過去的幾年罢浇,諸多企業(yè)已將增材制造應(yīng)用于航天部件的制造中陆赋。美國NASA在2013年8月22日進行的高溫點火試驗中,增材制造的J-2X火箭發(fā)動機噴注器產(chǎn)生了創(chuàng)紀(jì)錄的9t推力嚷闭。整體式噴注器組零件數(shù)由原來的115個集成為2個攒岛,大大地縮短了生產(chǎn)周期;“Baby Bantam”火箭發(fā)動機點火試驗的成功胞锰,標(biāo)志著3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用由研發(fā)階段向工程化應(yīng)用邁進了一步灾锯;GE公司采用SLM技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)動機部件;航空航天和防務(wù)公司Aero Kinetics應(yīng)用3D打印技術(shù)設(shè)計制造了無人駕駛飛機系統(tǒng)等等嗅榕。
在國內(nèi)顺饮,上海復(fù)雜技術(shù)增材制造工程中心依托的上海航天設(shè)備制造總廠,是中國航天科技集團下屬的骨干企業(yè)凌那,是國家重點保軍企業(yè)沿阁。公司具有一流的生產(chǎn)、制造董记、總裝铆贞、測試、試驗?zāi)芰μ此邆渫暾呐涮籽兄粕a(chǎn)體系和產(chǎn)品質(zhì)量管理體系伶摩。公司是我國唯一集運載火箭、航天飛行器前河、先進戰(zhàn)術(shù)武器為一體的航天骨干單位昂幕。企業(yè)擁有國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心、高新技術(shù)企業(yè)框嫁、國家創(chuàng)新型示范企業(yè)庶化、航天制造裝備技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等國家級創(chuàng)新研發(fā)平臺。
上海復(fù)雜金屬增材制造工程中心成功研制了國內(nèi)首臺多激光金屬成形系統(tǒng)参攻、適用于不銹鋼腺帽、鈦合金怎晰、高溫合金多種材料髓绽;開展金屬/非金屬多功能激光3D打印裝備研究敛苇、克服了一種材料對應(yīng)一種設(shè)備的技術(shù)難題;開展機器人型同軸送粉激光3D打印裝備研究顺呕,突破多系統(tǒng)集成技術(shù)難題枫攀;對多種金屬材料成形機理開展研究工作;通過工藝參數(shù)優(yōu)化株茶,改善金屬粉末成形質(zhì)量来涨;開展金屬復(fù)雜構(gòu)件成形工藝研究,探索復(fù)雜結(jié)構(gòu)成形體系启盛;開展同軸送粉成形工藝研究蹦掐,探索大型金屬結(jié)構(gòu)成形工藝。
其實僵闯,增材制造不只是一項工藝或裝備卧抗,而是一個包括設(shè)計、材料鳖粟、工藝社裆、設(shè)備、檢測向图、標(biāo)準(zhǔn)全方位的技術(shù)群谈毫。另外,航天未來型號對3D打印材料的需求碉讯,就是高性能結(jié)構(gòu)鹤鲤、功能一體化結(jié)構(gòu)和智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的材料需求。
由此可見订淑,3D打印技術(shù)在航空工業(yè)的發(fā)展正在如火如荼地進行著均壳,它將為我們帶來哪些驚艷之處是值得期待的。
未來母滤,預(yù)計3D打印技術(shù)在航天工業(yè)的終極目標(biāo)是就資源利用進行太空制造構(gòu)想拔翠。NASA的SpiderFab計劃中,包含兩個概念城砖,即太陽電池陣支撐結(jié)構(gòu)在軌加工用桁架加工系統(tǒng)翅窥、大型孔徑的組裝。現(xiàn)今廷诺,已經(jīng)采用類月壤材料進行的增材制造試驗以及正在進行增材制造的月球基地模擬件没惶。相信在不久的將來,3D打印技術(shù)在航天工業(yè)的最終目標(biāo)將成為可能簇抵。
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