用3D打印技術(shù)制造戰(zhàn)機(jī)睦袖,中國(guó)并不是第一家捡霹。1984年坞鲁,美國(guó)開發(fā)出從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)打印出3D物體的技術(shù),并在2年后開發(fā)出第一臺(tái)商業(yè)3D打印機(jī)藻着。之所以叫“打印機(jī)”裤魔,是因?yàn)樗梃b了打印機(jī)的噴墨技術(shù),只不過(guò)猩僧,普通的打印機(jī)是在紙上噴一層墨粉赖巴,形成二維(2D)文字或圖形,而3D打印則能“打”出三維的立體實(shí)物來(lái)袄洁。
美國(guó)在上世紀(jì)80年代已經(jīng)用3D打印技術(shù)制造戰(zhàn)機(jī)
以一個(gè)手電筒為例,3D打印機(jī)能通過(guò)電腦將手電筒進(jìn)行立體掃描收罢,創(chuàng)建三維設(shè)計(jì)圖晤泌,之后對(duì)這個(gè)立體原型進(jìn)行“切片”,分成一層一層的耕姊,之后桶唐,打印機(jī)就將原材料按照設(shè)計(jì)圖一層一層地“噴”上去栅葡,直到最終造出一個(gè)手電筒來(lái),只不過(guò)3D打印機(jī)噴出的不是墨粉尤泽,而是融化的樹脂欣簇、金屬或者陶瓷等材料。
圖為美國(guó)Aeromet公司生產(chǎn)的F/A-18E戰(zhàn)斗機(jī)的激光增材超大尺寸整體框坯约,因強(qiáng)度問(wèn)題在試驗(yàn)中測(cè)試
不過(guò)熊咽,由于在制造過(guò)程中鈦合金變形、斷裂的技術(shù)難題無(wú)法解決闹丐,美國(guó)始終無(wú)法生產(chǎn)高強(qiáng)度横殴、大尺寸的激光成形鈦合金構(gòu)件。2005年卿拴,美國(guó)從事鈦合金激光成型制造業(yè)務(wù)的商業(yè)公司Aeromet由于始終無(wú)法生產(chǎn)出性能滿足主承力要求的大尺寸復(fù)雜鈦合金構(gòu)件衫仑,沒(méi)能實(shí)現(xiàn)有價(jià)值的市場(chǎng)應(yīng)用而倒閉。美國(guó)的其他國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也無(wú)法攻克這一難題堕花,只能進(jìn)行小尺寸鈦合金部件的打印或進(jìn)行鈦合金零件表面修復(fù)满戒。
中國(guó)成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國(guó)家
我國(guó)于1999年才開始金屬零件的激光快速成形技術(shù)研究稳荒,晚于美國(guó)十幾年蕴黎,但是發(fā)展速度很快,近年來(lái)在飛機(jī)鈦合金大型整體結(jié)構(gòu)件的激光快速成形方面取得了重要突破乓收,目前瞻坊,中國(guó)已具備了使用激光成形超過(guò)12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力,成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造愧棋、應(yīng)用的國(guó)家兼峻。
中國(guó)航空業(yè)在3D打印技術(shù)上已經(jīng)走在了前列,多個(gè)型號(hào)飛機(jī)使用了3D打印部件罗和,部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平神深。資料顯示,從2001年起功哮,我國(guó)開始重點(diǎn)發(fā)展以鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)為主的激光3D打印技術(shù)仅谍。
圖為F-35的鈦合金整體框,目前美國(guó)仍然只能使用水壓機(jī)來(lái)進(jìn)行這種構(gòu)件的生產(chǎn)
在3D打印領(lǐng)域援奢,中國(guó)是個(gè)后來(lái)居上者兼犯,但近年來(lái)發(fā)展極為迅速,大有后來(lái)居上之勢(shì)集漾。據(jù)新華社報(bào)道切黔,中船重工第705研究所歷經(jīng)一年時(shí)間的研制,該所在3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破具篇,借助直接金屬激光燒結(jié)快速成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了3D打印纬霞,成為繼美國(guó)凌埂、德國(guó)的3D打印巨頭之后,世界上第四家掌握該技術(shù)的企業(yè)诗芜。
值得一提的是瞳抓,2015年7月16日北京航空航天大學(xué)在國(guó)防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展成果展上,亮相的一具使用大型金屬構(gòu)件激光增材制造技術(shù)所生產(chǎn)的大型部件伏恐,這具大型部件是航空飛行器所使用的機(jī)體部件之一孩哑。這款以實(shí)物展出的大型飛行器構(gòu)件,是迄今國(guó)際上最大的激光增材制造主承力關(guān)鍵鈦合金構(gòu)件飛機(jī)機(jī)身整體加強(qiáng)框脐湾,無(wú)模臭笆、整體、快速研制隶秒。
2015年7月16日上午 北航展示國(guó)產(chǎn)新戰(zhàn)機(jī)3D打印大型金屬部件
而所謂的激光增材制造技術(shù)持沛,就是3D打印技術(shù)中的一種,采用這種激光增材制造技術(shù)制造的飛機(jī)機(jī)身整體加強(qiáng)框媒敲,與傳統(tǒng)技術(shù)相比汇凌,有著高性能、低成本透鹊、快速試制的特點(diǎn)蚪教。生產(chǎn)周期只有采用傳統(tǒng)技術(shù)制造的五分之一,同時(shí)在強(qiáng)度召期、壽命等各項(xiàng)指標(biāo)上畅镐,與傳統(tǒng)工藝技術(shù)部件相比更加優(yōu)秀。
3D打印技術(shù)可助中國(guó)加快新一代飛機(jī)的研發(fā)编漆,3D打印技術(shù)可節(jié)省時(shí)間和材料践桂,研究人員能短期內(nèi)輕易打印出組裝樣機(jī)所需的各種高端、精密的零部件跌蛔。沒(méi)有制模和其他復(fù)雜的傳統(tǒng)工序级汹,造樣機(jī)的成本要低很多,科學(xué)家可以不斷制造更多復(fù)制品用于試驗(yàn)盒卸。
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