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3D打印歼15飞机部件

2013-05-19 11:38
铁马老言
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  对于具体的发展方向,卢秉恒今年2月份对媒体表示,军用和工业的高端领域,以及创意开发等大众消费领域,都应该大力去发展。中国是制造大国,制造能力过剩,但设计研发能力不足。而3D打印技术正是辅助和加速设计与研发的手段。我们应该高度重视这一技术,投入科研和其他力量,并大力推广,这样才能真正使我们国家变成制造强国。

  同时,卢秉恒也认为,中国对3D打印应该采取理性的态度。“我们应对3D打印有一个正确的定位和认识。3D打印技术在生产制造中所占的比例正在上升,但对传统制造业更多是补充而非颠覆。”

  ■ 个案

  零件自己“生长”超越3D打印

  在北京航空航天大学校园北门附近,有一个约1000平方米的小院子。这个白天不起眼的小院,晚上却常年彻夜灯火通明,里面一直做着一种代表3D打印发展方向之一的先进制造技术的研究和应用。他们生产出了我国飞机装备中迄今尺寸最大、结构最复杂的钛合金等高性能整体关键构件,并在我国大型飞机等多型飞机研制和生产中得到实际应用。

  成果 3D打印飞机部件

  这个小院子是北航“先进材料激光制备与成形”实验室。在这里,北航材料学院教授王华明带领他的创新团队,围绕大飞机等国家重大专项及重大装备制造业发展的战略需求进行科研攻关。

  在2012年度国家科技奖励大会上,王华明团队的成果荣获国家技术发明一等奖。我国也因此成为目前世界上唯一突破飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术、并实现装机应用的国家。

  作为团队的主要成员,高级实验师张凌云从2000年开始,就一直随王华明研究激光直接制造技术。他透露,直接做能用的零件,一开始只是有这个设想。从最初的想法到最终的实现,经历了近二十年的研究。“第一次成功,是把粉末激光熔化堆积成了致密的板材,形象地说就是把‘面粉’变成了‘面皮’,之后,团队开始利用激光一层一层地往上长、制造三维零件。”张凌云说。

  2003年,团队用激光快速成形做出了钛合金的飞机角盒。张凌云说,当把这个角盒做出来,能装机的时候,这项技术已经有了非常牢固的基础,也对后来更大的零件、更广泛的使用做了好的铺垫,今后的目标就聚焦到大型复杂整体难加工高性能金属构件上了。

  原理 激光引导金属粉末生长

  利用一束高能量激光在计算机控制下有规则地运动,对同步输送的金属粉末进行逐层熔化堆积,就可以快速“生长制造”出飞机上的钛合金、超高强钢等大型复杂关键零件,听起来很神奇。

  这种技术的原理,就是逐层堆积制造三维结构,但是在使用材料和应用领域方面,都超越了目前流行的3D打印。它“打印”出来的,不是尼龙、树脂、石蜡等非金属材料小尺寸模型样品,而是可以直接应用于飞机等重大装备制造的、钛合金等高性能难加工、大型整体关键金属构件。“在电脑中编制好零件的数模,零件什么样,激光就如同笔在写字一样,按照零件在走。”张凌云解释说。

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