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美国3D打印F35战机部件---技术稍逊中国

  2013年1月18日,国务院向“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”颁发国家技术发明奖一等奖。目前,这一技术在我国已经投入工业化制造,使我国成为继美国之后、世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及技术的国家。

  更加令人欣喜的是,在性能上,根据公开的材料表明,我国已经能够生产优于美国的激光成形钛合金构件。成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付诸实用的国家。

这是为国产大飞机C919“打印”出的中央翼缘条

  随着中国在钛合金3D打印上的技术突破,激光成型钛合金部件在中国已经开始用于新型战机和大型民航机。作为钛合金激光打印领域的先行者,美国自然不甘落后。近日,美国Sciaky公司宣布,他们已经成功掌握了突破性的直接制造技术,使用电子束进行钛合金3D打印。

  钛是一种密度只有钢铁的一半,强度却远胜于绝大多数合金的材料,被广泛用于航天航空业。美国是最早开发钛合金3D打印技术的国家。1985年,美国就在国防部的主导下秘密开始了钛合金激光成形技术的研究,并在1992年公之于众。随后美国继续研发这一技术,并在2002年将激光成形的钛合金零件装上战机试验。

  然而,因为在制造过程中钛合金变形、断裂的技术难题无法解决,美国始终无法生产高强度、大尺寸的激光成形钛合金构件。2005年,美国从事钛合金激光成型制造业务的商业公司Aeromet由于始终无法生产出性能满足主承力要求的大尺寸复杂钛合金构件,没有实现有价值的市场应用而倒闭。美国的其他国家实验室也无法攻克这一难题,目前只能进行小尺寸钛合金部件的打印和钛合金零件表面修复。

  Sciaky公司的直接制造解决方案基于添加剂的制造原理,是PSU应用研究实验室(ARL)采用的关键技术之一,目的是生产高品质的金属零部件。Sciaky公司的DM解决方案是唯一的大规模完全可编程的解决方案,可制造近净形零件,材料包括钛、钽、铬镍铁合金及其他高价值金属。该解决方案结合了计算机辅助设计(CAD)、Sciaky最先进的电子束焊接技术和添加剂分层处理,所制造的零件尺寸可以达到5.8米×1.2米×1.2米。

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