中國航發(fā)破世界尖端增材制造技術(shù)

由中國華中某科技大學(xué)研發(fā)的大型3D打印技術(shù)應(yīng)經(jīng)通過了國家驗(yàn)收，這說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)中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造來說絕對(duì)是個(gè)好消息！

未來這種大型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。這回中國攻克3D激光打印技術(shù)，全稱為“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)單的說就是類似于玩蠟燭一樣。加工精度高，后期不需要過度加工，所以廣受國際上新材料領(lǐng)域的追捧，不過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，所以誰能率先攻克大尺寸高效率的3D打印技術(shù)，誰就可以獲得領(lǐng)先地位。

目前歐美國家已經(jīng)開始試驗(yàn)使用3D金屬打印技術(shù)來打印發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的工藝，不過受制于效率問題，只是處于試驗(yàn)階段尚未拖入量產(chǎn)，這正是中國可以大有作為的領(lǐng)域。由于中國在大功率激光器領(lǐng)域具備國際領(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產(chǎn)，所以中國在3D金屬打印領(lǐng)域取得了相當(dāng)大的成績(jī)。現(xiàn)在國產(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3D金屬打印產(chǎn)品。

長(zhǎng)期以來，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)。中國目前掌握的這項(xiàng)技術(shù)，不僅可以為中國的戰(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，俄羅斯一直沒有把它列為國家戰(zhàn)略。所以俄羅斯很多有技術(shù)積累的公司都主動(dòng)和中國展開技術(shù)合作。當(dāng)聽說中國把3D打印技術(shù)列為國家戰(zhàn)略后，甚至相當(dāng)迫切的直接找上門來跟中國在這些領(lǐng)域建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室開發(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)中國制造對(duì)俄再出口，這無疑將會(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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