中國3D打印技(jì)術攻克殲20難關,美日都沒成(chéng)功!
點擊量:563 發布時間:2017-01-19 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司
如今大家十分關注殲20的生產(chǎn)問題,希望能(néng)在短(duǎn)時間(jiān)內生產出來,可是難(nán)度相當(dāng)大。現代航空製(zhì)造(zào)對加工要(yào)求非常高,可(kě)以用“苛求”來形(xíng)容,很大程度上依賴於工人的(de)素質與加工設備的水平,如今各國將新的加工方式視為解決問題的突(tū)破口,中(zhōng)國也進行了(le)積極的研究(jiū)。


由華(huá)中科技大學機械(xiè)學院張海鷗教授主導研發(fā)的一項金屬(shǔ)3D打印技術“智能微鑄鍛(duàn)”使中國成功功克製約隱身戰機產量(liàng)的一大難關:大型複雜部件的加工。中國的殲20在技術上,絕對是世界一流水平,但是(shì)它的(de)加工製造要求也一樣高,與(yǔ)以前的戰機(jī)相比,它的許多部件不僅個頭要更大,加工要求也提高了許多,如何大量加工成了限製殲20生產的難關。從報道之中,也談及研發團(tuán)隊已開始參與(yǔ)大型航空複雜部件的加工研究,目標直指:殲20。


激光3D打印技術在加工複雜部件(jiàn)方麵,擁有非常大(dà)的優勢,即可降低成(chéng)本,又有高效率,可是存(cún)在質量不足(zú)的問題。它是通過激光將材料粉末堆積融化鑄造出來的,存在質(zhì)地疏鬆(sōng)、中間夾雜大量微小氣泡和未融化粉(fěn)末的情(qíng)況不可避免,造成金屬(shǔ)內部(bù)組織的(de)位移、撕裂,形(xíng)成大量的缺陷和應力,這對於要求極高的航空部件無法接(jiē)受的。
“智(zhì)能(néng)微鑄鍛”技術(shù)創造性地將金屬鑄造、鍛壓技術合二為一,克服了3D打印在(zài)原理上帶來的諸多缺陷,解(jiě)決製約實(shí)用性的(de)最大問題,大幅(fú)提高了(le)製件強(qiáng)度和韌性,提高了(le)構件的疲勞壽命和可靠性,讓高標準部件也可(kě)以使用激光3D打印技(jì)術來生產了。這屬於顛覆性原始創(chuàng)新,美日等3D打印技術領先國家,也試圖在提高質量,可是(shì)研究多年(nián)都沒有限得成功,中國實現了一次小小的超越。


該技術(shù)不(bú)僅適合於加工複雜的部件,且速度(dù)提(tí)高了許多,如製造一個2噸重的大型金屬部件(jiàn),工期(qī)從過去的90天(tiān),減為10天左右,同時,以金屬絲材為(wéi)原料,其成本(běn)為目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左(zuǒ)右,或者說,材料成本降9成,利用率則增(zēng)加到8成以上。熱源方麵使(shǐ)用高效廉價的電弧為熱源,成本為目(mù)前普遍使用的大多需要進(jìn)口的激光器的1/10。
這(zhè)一技術為(wéi)張海鷗團隊經過十多年潛心攻(gōng)關才取得(dé)有成果,目前也剛剛突(tū)破,具體實用(yòng)等尚繼續需要進一步的研究,其實就是要造(zào)更大的設備,但是已應用的效果已(yǐ)相(xiàng)當喜人。報道時,打印出的高性(xìng)能金屬鍛件,已達(dá)到2.2米長,重約260公斤,具備(bèi)打印1800×1400×50毫米尺寸超大型零(líng)件的能力。現有設備已打(dǎ)印飛機用(yòng)鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等八種金屬材料。


報道中稱,正在建設的微(wēi)鑄鍛銑複合製造(zào)設備能製造5.5×4.2×1.5的金屬鍛件,這個單位自然為“米”,大家可以想象一下,可以用(yòng)生(shēng)產多大的部件,而且它表(biǎo)麵粗糙度0.02毫(háo)米,達到普通機械加工水平。考慮(lǜ)到時(shí)間(jiān)關係(xì),目前應已建成了,即便沒建成,也不會太晚了,這意味著很多傳統上無法整(zhěng)體加工的複雜、超大型高性能結構件,都將(jiāng)能以較低的成(chéng)本大量快速生產(chǎn),其意義非同一般。實(shí)際上給機械製造業都帶來顛覆性的變化,影響深遠,尤其是對航空航天器產品,不僅是加(jiā)工飛機的大型部件,也可以製造發動機部件等等。


經過多年努力之後,中國工業已取得了不小的進展,殲20的研發成功隻是一個證明,但是伴隨著(zhe)需求(qiú)的日愈增長,中(zhōng)國在尖端工業產品產能不足問題顯現出來,表麵上說,提高產能比提高技術水平簡單(dān),其實相較而(ér)言,實際上(shàng)也相(xiàng)當麻煩,涉及到方方麵麵,製約產量的因素太多,其中之一:加工。“智能微(wēi)鑄鍛”技術的出(chū)現,讓我們(men)看到了(le),中國解決產能(néng)不足問題(tí)的希(xī)望,期待類似的(de)技術越來越多。