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個性化航空航天新應用 3D打印產業化迎新契機

10月19日下午,中國航天科技集團總工程師,博士生導師楊海成教授在遼寧交通高等專科學校所做的學術報告中指出:“隨著‘互聯網’思維的不斷深入,企業發展正向新型的平臺型企業邁進。個性化定制是今后工業發展的最新趨勢,像在天宮2號中,也會出現3D打印機,用于天宮本身零部件的更換和維修。


眾所周知,中國航天60年,10月19日3時31分,神舟十一號飛船與天宮2號自動交會對接成功。而天宮2號空間實驗室早已于2016年9月15日22時04分09秒在酒泉衛星發射中心發射成功。它較大的改進是裝備更豪華、裝載量提高、內部環境更好,而且它的系統設計是模塊化的,也就是說它出現問題時可以快速更換和在軌維修,這在國內空間領域屬于首創。天宮2號使用3D打印機,則實現本身零部件的快速更換與維修。

事實上,3D打印在中國航空航天業并不是第一次隆重登場,在2015年紀念中國人民抗日戰爭勝利暨世界反法西斯勝利70周年大閱兵的空中梯隊中使用的飛機中,不乏3D打印技術生產出來的零部件產品。

正如工業和信息化部總工程師張峰在“中國增材制造產業聯盟”成立大會上所言,“我國增材制造技術研究起步不晚,有些方面還處于世界領先地位?!鳖I先地位的正是中國航空業在3D打印技術上應用,不僅多個型號飛機使用了3D打印部件,而且部分技術已經達到世界領先水平。

例如,在金屬零件的激光快速成形技術研究上,我國開始于1999年,相比美國晚了十幾年。不過,在應用研究成果上,美國卻一直無法實現突破。2005年,美國Aeromet公司生產的F/A-18E戰斗機因強度問題試驗失敗。隨后,該公司因無法生產出性能滿足主承力要求的大尺寸復雜鈦合金構件,無法實現有價值的應用市場而倒閉了。而我國已經具備了使用激光成形超過12平方米的復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制造、應用的國家。

在傳統的戰斗機制造流程當中,飛機的3D模型設計好后,需要進行長期的投入來制造水壓成型設備,而使用3D打印這種增材制造技術后,零件的成型速度、應用速度得以大幅度提高。資料顯示,原本制造一架航空機型需要花費10-20年時間,而應用3D打印技術以后,最少需要花3年時間。足以證明,3D打印技術在復雜的工業領域有著無可取代的優勢。


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