搜狐首页 科技 贴身校花2

手机搜狐

SOHU.COM

中国用3D打印技术攻克歼20产量难关:美日都没成功

如今大家相数关注于歼20的生产问题,希望能在短时间内,大家生产出来,可是难度相当大。现代航空制造对加工要求非常高,可以用“苛求”来形容,很大程度上依赖于工人的素质与加工设备的水平,如今各国将新的加工方式视为解决问题的突破口,中国也进行了积极的研究。

歼20已由研发进入生产阶段了

据2016年7月的报道,由华中科技大学机械学院张海鸥教授主导研发的一项金属3D打印技术“智能微铸锻”。一个看似普通的新闻,其实意义不小--中国成功功克制约隐身战机产量的一大难关:大型复杂部件的加工。中国的歼20在技术上,绝对是世界一流水平,但是它的加工制造要求也一样高,与以前的战机相比,它的许多部件不仅个头要更大,加工要求也提高了许多,如何大量加工成了限制歼20生产的难关。从报道之中,也谈及研发团队已开始参与大型航空复杂部件的加工研究,目标直指:歼20。

激光3D打印技术在加工复杂部件方面,拥有非常大的优势,即可降低成本,又有高效率,可是存在质量不足的问题。它是通过激光将材料粉末堆积融化铸造出来的,存在质地疏松、中间夹杂大量微小气泡和未融化粉末的情况不可避免,造成金属内部组织的位移、撕裂,形成大量的缺陷和应力,这对于要求极高的航空部件无法接受的。

“智能微铸锻”技术创造性地将金属铸造、锻压技术合二为一,克服了3D打印在原理上带来的诸多缺陷,解决制约实用性的最大问题,大幅提高了制件强度和韧性,提高了构件的疲劳寿命和可靠性,让高标准部件也可以使用激光3D打印技术来生产了。这属于颠覆性原始创新,美日等3D打印技术领先国家,也试图在提高质量,可是研究多年都没有限得成功,中国实现了一次小小的超越。

该技术不仅适合于加工复杂的部件,且速度提高了许多,如制造一个2吨重的大型金属部件,工期从过去的90天,减为10天左右,同时,以金属丝材为原料,其成本为目前普遍使用的激光扑粉粉材的1/10左右,或者说,材料成本降9成,利用率则增加到8成以上。热源方面使用高效廉价的电弧为热源,成本为目前普遍使用的大多需要进口的激光器的1/10。

这一技术为张海鸥团队经过十多年潜心攻关才取得有成果,目前也刚刚突破,具体实用等尚继续需要进一步的研究,其实就是要造更大的设备,但是已应用的效果已相当喜人。报道时,打印出的高性能金属锻件,已达到2.2米长,重约260公斤,具备打印1800×1400×50毫米尺寸超大型零件的能力。现有设备已打印飞机用钛合金、海洋深潜器、核电用钢等八种金属材料。

报道中称,正在建设的微铸锻铣复合制造设备能制造5.5×4.2×1.5的金属锻件,这个单位自然为“米”,大家可以想象一下,可以用生产多大的部件,而且它表面粗糙度0.02毫米,达到普通机械加工水平。考虑到时间关系,目前应已建成了,即便没建成,也不会太晚了,这意味着很多传统上无法整体加工的复杂、超大型高性能结构件,都将能以较低的成本大量快速生产,其意义非同一般。实际上给机械制造业都带来颠覆性的变化,影响深远,尤其是对航空航天器产品,不仅是加工飞机的大型部件,也可以制造发动机部件等等。

经过多年努力之后,中国工业已取得了不小的进展,歼20的研发成功只是一个证明,但是伴随着需求的日愈增长,中国在尖端工业产品产能不足问题显现出来,表面上说,提高产能比提高技术水平简单,其实相较而言,实际上也相当麻烦,涉及到方方面面,制约产量的因素太多,其中之一:加工。“智能微铸锻”技术的出现,让我们看到了,中国解决产能不足问题的希望,期待类似的技术越来越多。(作者署名:麦田军事观察)

精选