中(zhōng)國3D打印技術攻克殲(jiān)20難關,美日都沒成功!
點擊量:799 發布(bù)時間:2017-01-19 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造(zào)技術有限(xiàn)公司
如今大家十分關注殲20的生產問題,希望能在短時間內生產出來,可是難度相當大。現代航空製造對加工要求非常高,可以用“苛求”來形(xíng)容,很大程度上依賴於(yú)工人的素質與加工(gōng)設備(bèi)的水平,如今各國將新的加工(gōng)方(fāng)式視為(wéi)解決問題的突破口,中國也進行了積極的(de)研究。


由華中科技大學機械學院張海鷗教授主導研發的一項金屬3D打印技術“智能(néng)微鑄(zhù)鍛”使中國成功功克製約隱身戰機產量的一大難關:大型複雜部件的加工。中國的殲20在技術上,絕對(duì)是世界一流水平(píng),但(dàn)是它的(de)加工製造要求也一樣高,與以前的(de)戰機相比,它的許多部(bù)件不僅個頭要更大,加工要求也提高了許多,如何(hé)大量加工成了限製殲20生產的難關。從(cóng)報道之中(zhōng),也談及研發團隊已開始參與大型航空複雜部件的加工研究,目標直指:殲20。


激(jī)光3D打印技術在加工複雜(zá)部(bù)件方麵,擁有(yǒu)非常大的優(yōu)勢,即可降低成本,又(yòu)有高效率,可是存在質量不(bú)足的問(wèn)題。它是通(tōng)過激光將材料粉末堆積融化鑄造出來的,存(cún)在質地(dì)疏鬆、中間夾雜大量微小氣泡和未融化粉末的情況不可避免,造成金屬內部組織的位移、撕裂,形成大量的缺陷和(hé)應力,這對於要求極高的航空部件無法接受的。
“智能微鑄鍛”技(jì)術創造性地將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二(èr)為一,克服了3D打印在原理上帶(dài)來(lái)的諸多(duō)缺(quē)陷,解決製約實用性的最(zuì)大問題,大幅提高了製件強度和韌性,提高了(le)構件的疲勞壽命和可靠性,讓高標準部件也可以使用激光3D打(dǎ)印技術來生產了。這屬於顛覆性(xìng)原始創新,美日等3D打印(yìn)技術領先國家,也試圖(tú)在提高質量,可是研(yán)究多年都沒有限得成功,中國實現了一次小小的超越。


該技術不僅適合於加工複雜的部件,且速度提高了許多,如製造一個2噸重的大型金屬部件,工期從過去的90天,減為10天(tiān)左右,同時,以金屬絲材為原料,其成本為(wéi)目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左右,或(huò)者說,材料成(chéng)本降9成,利用率則增加(jiā)到8成以上。熱源方麵使(shǐ)用高效廉價的電弧為熱(rè)源,成本為目前普遍使(shǐ)用的大(dà)多需要進口的激光器的(de)1/10。
這(zhè)一技術為張海鷗團(tuán)隊經過(guò)十多年潛心攻關才取得有成(chéng)果,目前也剛剛突破,具體實用等尚繼續需要進一步的研究,其(qí)實就是要造更(gèng)大的設備,但是已應(yīng)用的(de)效果已相當喜人。報道時,打(dǎ)印出的高(gāo)性能金屬鍛件,已達到2.2米長,重約260公斤(jīn),具備(bèi)打印(yìn)1800×1400×50毫米尺寸超大型(xíng)零件的(de)能力。現有設備(bèi)已打印飛機用鈦合金、海(hǎi)洋深潛器、核電用鋼等八種金屬(shǔ)材料。


報道中(zhōng)稱,正在建設的微鑄鍛銑複合製造設備能製造5.5×4.2×1.5的金屬鍛件,這個單位自然為(wéi)“米”,大家可以想象一(yī)下,可以用生產多大的部(bù)件,而且(qiě)它表(biǎo)麵粗(cū)糙度0.02毫米,達到普通機械加工水平。考慮到時間關係,目前應已建成(chéng)了,即便沒建成,也不會太(tài)晚了,這意味著很多傳統上無法整體加工的複雜、超大型高(gāo)性能結構件,都將能以較低的成本大量快速生產,其(qí)意義非(fēi)同一般。實際(jì)上給(gěi)機械製造業都(dōu)帶(dài)來顛覆性的變化,影響深遠,尤其是對航空航天器產品,不僅是加工飛機的(de)大型部件,也可以製造發動機部件等等。


經過多年努力之後(hòu),中(zhōng)國工業已取得(dé)了不小的(de)進展,殲20的研發成功隻是一個(gè)證明,但是伴隨著需求的日愈增長,中國在尖端工業產品產能不足(zú)問題顯現出(chū)來(lái),表麵(miàn)上(shàng)說,提高產能比提高技(jì)術水平簡單,其實相較而言,實際上也相當麻(má)煩,涉及到方方麵麵,製(zhì)約產量的因素太多,其中之一(yī):加工。“智能微鑄鍛”技術的出現,讓我們(men)看到了,中國解決產能不足問題的希(xī)望,期待(dài)類似的技術越來越多。

