這段時間小蟻被網(wǎng)上各種關(guān)于嫦娥四號的消息刷屏啦谈芬,截至目前嫦娥四號與玉兔二號巡視器工作正常,在“鵲橋”中繼星支持下順利完成互拍抖臭,地面接收圖像清晰完好却怪,探測數(shù)據(jù)有效下傳晚饰,搭載科學(xué)實驗項目順利開展,達(dá)到工程既定目標(biāo)殷感,嫦娥四號任務(wù)圓滿成功堤网。那么,在航空航天領(lǐng)域椰完,3D打印技術(shù)又有哪些優(yōu)勢呢贫肌?
作為第三次工業(yè)革命制造領(lǐng)域的典型代表技術(shù),3D打印的發(fā)展時刻受到各界的廣泛關(guān)注辨批。其中金屬3D打印技術(shù)被行內(nèi)專家視為3D打印領(lǐng)域高難度怔匣、高標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展分支,在工業(yè)制造中有著舉足輕重的地位桦沉。作為一項全新的制造技術(shù)每瞒,其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢突出,服務(wù)效益明顯纯露。主要體現(xiàn)在一下幾個方面:
01縮短新型航空航天裝備的研發(fā)周期
航空航天技術(shù)是國防實力的象征剿骨,世界各國之間競爭異常激烈。因此埠褪,各國都想試圖以更快的速度研發(fā)出更新的武器裝備浓利,使自己在國防領(lǐng)域處于不敗之地。而金屬3D打印技術(shù)讓高性能金屬零部件钞速,尤其是高性能大結(jié)構(gòu)件的制造流程大為縮短贷掖。無需研發(fā)零件制造過程中使用的模具,這將極大的縮短產(chǎn)品研發(fā)制造周期渴语。
國防大學(xué)軍事教授李大光表示上世紀(jì)八九十年代苹威,要研發(fā)新一代戰(zhàn)斗機(jī)至少要花10-20年的時間,由于3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點是無需機(jī)械加工或任何模具驾凶,就能直接從計算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件阿魏,所以如果借助3D打印技術(shù)及其他信息技術(shù),最少只需3年時間就能研制出一款新戰(zhàn)斗機(jī)氛灸。加之該技術(shù)的高柔性耘泰,高性能靈活制造特點,以及對復(fù)雜零件的自由快速成型冈柑,金屬3D打印將在航空航天領(lǐng)域大放異彩衍康,為國防裝備的制造提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
02提高材料的利用率衔密,降低制造成本
航空航天制造領(lǐng)域大多都是在使用價格昂貴的戰(zhàn)略材料鞍票,比如像鈦合金、鎳基高溫合金等難加工的金屬材料。傳統(tǒng)制造方法對材料的使用率很低岖佛,一般不會大于10%诀虹,甚至僅為2%-5%。材料的極大浪費(fèi)也就意味著機(jī)械加工的程序復(fù)雜用虚,生產(chǎn)時間周期長晌颅。如果是那些難加工的技術(shù)零件,加工周期會大幅度增加粤蝎,制造周期明顯延長真仲,從而造成制造成本的增加。
金屬3D打印技術(shù)作為一種近凈成型技術(shù)初澎,只需進(jìn)行少量的后續(xù)處理即可投入使用秸应,材料的使用率達(dá)到了60%,有時甚至是達(dá)到了90%以上碑宴。這不僅降低了制造成本软啼,節(jié)約了原材料,更是符合*提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略延柠。
03優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)祸挪,增加使用壽命
對于航空航天武器裝備而言,減重是其永恒不變的主題贞间。不僅可以增加飛行裝備在飛行過程中的靈活度贿条,而且增加載重量,節(jié)省燃油榜跌,降低飛行成本闪唆。但是傳統(tǒng)的制造方法已經(jīng)將零件減重發(fā)揮到了*,再想進(jìn)一步發(fā)揮余力邪胳,已經(jīng)不太現(xiàn)實。
但是3D技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)像得,在保證性能的前提下肪尾,將復(fù)雜結(jié)構(gòu)經(jīng)變換重新設(shè)計成簡單結(jié)構(gòu),從而起到減輕重量的效果轨醒。而且通過優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)催蓄,能使零件的應(yīng)力呈現(xiàn)出最合理化的分布,減少疲勞裂紋產(chǎn)生的危險佃逆,從而增加使用壽命乱来。
04零件的修復(fù)成形
金屬3D打印技術(shù)除用于生產(chǎn)制造之外,其在金屬高性能零件修復(fù)方面的應(yīng)用價值絕不低于其制造本身雷昵。就目前情況而言荡担,金屬3D打印技術(shù)在修復(fù)成形方面所表現(xiàn)出的潛力甚至是高于其制造本身。
修復(fù)過程可以看作是增材制造過程的延續(xù)榴弧,修復(fù)區(qū)與基材可以達(dá)到完美匹配准瘪。這就實現(xiàn)了零件制造過程的良性循環(huán)粟翔,低成本制造+低成本修復(fù)=高經(jīng)濟(jì)效益。
05與傳統(tǒng)制造技術(shù)相配合讼载,互通互補(bǔ)
傳統(tǒng)制造技術(shù)適用于大批量成形產(chǎn)品的生產(chǎn)轿秧,而3D打印技術(shù)則更適合個性化或者精細(xì)化結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制造。將3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合咨堤,各取所長菇篡,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,使制造技術(shù)發(fā)揮更大的威力一喘。
航空航天作為3D打印技術(shù)的首要應(yīng)用領(lǐng)域逸贾,其技術(shù)優(yōu)勢明顯,但是這絕不是意味著金屬3D打印是無所不能的津滞,在實際生產(chǎn)中铝侵,其技術(shù)應(yīng)用還有很多亟待決絕的問題。比如目前3D打印還無法適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)触徐,滿足不了高精度需求咪鲜,無法實現(xiàn)高效率制造等。
而且撞鹉,制約3D打印發(fā)展的一個關(guān)鍵因素就是其設(shè)備成本的居高不下疟丙,大多數(shù)民用領(lǐng)域還無法承擔(dān)起如此高昂的設(shè)備制造成本。但是隨著材料技術(shù)藻礁,計算機(jī)技術(shù)以及激光技術(shù)的不斷發(fā)展聋遮,制造成本將會不斷降低,滿足制造業(yè)對生產(chǎn)成本的承受能力庆率,屆時仪丛,3D打印將會在制造領(lǐng)域綻放屬于它的光芒。
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