中國領跑神奇的“3D打印”
中國的鈦合金激光成形技術起步較晚,直到1995年美國解密其研發計劃3年後才開始投入研究。早期基本屬於跟隨美國的學習階段,不過卻後來居上,其中,中航激光技術團隊取得的成就最為顯著。“觀察者網”文章表示,早在2000年前後,中航激光技術團隊就已開始投入“3D激光焊接快速成型技術”研發,解決了多項世界技術難題、生產出結構複雜、尺寸達到4米量級、性能滿足主承力結構要求的產品。
目前,中國已具備了使用激光成形超過12平方米的複雜鈦合金構件的技術和能力,成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構件製造、應用的國家。在解決了材料變形和缺陷控制的難題後,中國生產的鈦合金結構部件迅速成為中國航空力量的一項獨特優勢,目前,中國先進戰機上的鈦合金構件所占比例已超過20%。
如果與傳統製造技術做一個對比,就會對中國近年新飛機接連亮相的原因有個大概了解。傳統鈦合金零件製造,主要依靠鑄造和鍛造,其中鑄造零件用於大尺寸製造,美國F-22戰機的主要承力部件便是大型鑄造鈦合金框,但鑄造的零件重量較大且無法加工成精細的形狀;鍛造切削精度較好,但零件製造浪費嚴重,原料的95%都會被作為廢料切掉。讓飛機製造商頭疼的是,由於受到機器的限制,鍛造鈦合金的尺寸也不能過大。3萬噸大型水壓機只能鍛造不超過0.8平方米的零件,即使世界最大的8萬噸水壓機,鍛造的零件尺寸也不能超過4.5平方米。而且這兩種技術都無法製造複雜的鈦合金構件,而焊接則會遇到可怕的鈦合金腐蝕現象。
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