中國(guó)航發(fā)破世界尖端增材制造技術(shù)

由中國(guó)華中某科技大學(xué)研發(fā)的大型3D打印技術(shù)應(yīng)經(jīng)通過(guò)了國(guó)家驗(yàn)收，這說(shuō)明這種世界上效率最高，打印尺寸最大的高進(jìn)度金屬零件加工技術(shù)已經(jīng)可以進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用中。而且這種大型裝備可以為我國(guó)的航空航天高精尖金屬零件的研制和生產(chǎn)上鋪平道路，甚至起到推倒”把脖子“技術(shù)瓶頸的至關(guān)重要的作用。這對(duì)中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造來(lái)說(shuō)絕對(duì)是個(gè)好消息！

未來(lái)這種大型3D打印技術(shù)最主要的應(yīng)用就是在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵金屬部件上使用，比如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，航天火箭燃料泵的渦輪等加工要求精度高，加工復(fù)雜的金屬件上。一次性高精度成型，無(wú)論是樣品試制的時(shí)間或者直接量產(chǎn)時(shí)間都會(huì)成倍的縮短。尤其是現(xiàn)在航空航天設(shè)備都要求輕量化、可靠性要求高，壽命要長(zhǎng)、成本更低的方向發(fā)展，所以這種大型3D打印設(shè)備的應(yīng)用空間非常廣泛。這回中國(guó)攻克3D激光打印技術(shù)，全稱(chēng)為“大型金屬零件高效激光選區(qū)熔化增材制造裝備“，其實(shí)是一種采用自動(dòng)鋪金屬粉末堆疊后使用激光融化后再成型技術(shù)，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是類(lèi)似于玩蠟燭一樣。加工精度高，后期不需要過(guò)度加工，所以廣受?chē)?guó)際上新材料領(lǐng)域的追捧，不過(guò)大家也都清楚的了解到這種技術(shù)在制造大型設(shè)備領(lǐng)域存在成型效率低，成型尺寸小的缺陷，所以誰(shuí)能率先攻克大尺寸高效率的3D打印技術(shù)，誰(shuí)就可以獲得領(lǐng)先地位。

目前歐美國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始試驗(yàn)使用3D金屬打印技術(shù)來(lái)打印發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工藝，不過(guò)受制于效率問(wèn)題，只是處于試驗(yàn)階段尚未拖入量產(chǎn)，這正是中國(guó)可以大有作為的領(lǐng)域。由于中國(guó)在大功率激光器領(lǐng)域具備國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，所以在核心部件上不存在被人制約的情況。而且打印所需的鈦合金、不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金粉末都可以完全自主國(guó)產(chǎn)，所以中國(guó)在3D金屬打印領(lǐng)域取得了相當(dāng)大的成績(jī)。現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、20多個(gè)號(hào)產(chǎn)品上都有中國(guó)3D金屬打印產(chǎn)品。

長(zhǎng)期以來(lái)，在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片要承受高溫和高壓的持續(xù)炙烤和離心拉伸。而且要求具備良好的抗氧化性能和耐疲勞程度和拉伸韌性。以前發(fā)動(dòng)葉片生產(chǎn)是需要采用定向凝固法才可以實(shí)施，加工復(fù)雜成型難度大。這種加工方法是正常澆注時(shí)配合電磁鐵產(chǎn)生定向磁場(chǎng)讓高溫合金緊密排列。加工難度大，制造復(fù)雜，所以最適合先進(jìn)3D打印技術(shù)進(jìn)行替換升級(jí)。中國(guó)目前掌握的這項(xiàng)技術(shù)，不僅可以為中國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片進(jìn)行升級(jí)改造，同時(shí)對(duì)于中國(guó)大飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)研制和其他結(jié)構(gòu)件的制造打開(kāi)一片新的思路。

在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，俄羅斯確實(shí)是中國(guó)師傅輩，但是在新型材料和制造技術(shù)領(lǐng)域，俄羅斯卻一直是個(gè)短板，尤其是3D打印領(lǐng)域，俄羅斯一直沒(méi)有把它列為國(guó)家戰(zhàn)略。所以俄羅斯很多有技術(shù)積累的公司都主動(dòng)和中國(guó)展開(kāi)技術(shù)合作。當(dāng)聽(tīng)說(shuō)中國(guó)把3D打印技術(shù)列為國(guó)家戰(zhàn)略后，甚至相當(dāng)迫切的直接找上門(mén)來(lái)跟中國(guó)在這些領(lǐng)域建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)研究。此次俄羅斯總統(tǒng)普京在訪華行程中，就會(huì)有關(guān)于新型制造業(yè)的合作討論，有充分理由相信大型3D金屬打印技術(shù)也會(huì)列入此番合作意向中，很有可能會(huì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造對(duì)俄再出口，這無(wú)疑將會(huì)是繼船用發(fā)動(dòng)機(jī)、大型補(bǔ)給設(shè)備后另一項(xiàng)突破性進(jìn)展。

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