我國3D打印行現狀分析(二)
近日,在中國北京國際科技產業博覽會上,中航工業與北京航空航天大學聯合展示了獲得2012年度“國家技術發明獎一等獎”的飛機鈦合金大型整體關鍵構件激光成型技術,以及通過其生產出的一個5平方米鈦合金加強框。
據外媒報道,3D打印技術正在被大面積用于中國正在研發中的首款航母艦載機殲-15、多用途戰機殲-16、第五代重型戰斗機殲-20、第五代中型戰斗機殲-31,以及商飛的民用大飛機C919上。
據央視新聞頻道報道,殲-15總設計師孫聰在兩會期間透露,鈦合金和M100鋼的3D打印技術,已被廣泛用于殲-15的主承力部分,包括整個前起落架。
西北工業大學材料學院教授黃衛東的團隊,曾制造出一根3米長的鈦合金構件,作為C919機翼的重要部件。據他透露,中國發展能替代傳統復雜制造工藝的3D打印技術,已有將近20年了。
其實,目前我國已具備了使用激光成型超過12平方米的復雜鈦合金構件的技術和能力。
3D打印技術的應用,大大加速了國產尖端戰機的研發進度。依托激光鈦合金成型造價低、速度快的特點,沈陽飛機工業集團在一年之內連續組裝出殲-15、殲-16、殲-31等多型戰斗機,并進行試飛。
國內高端3D打印技術的產業狀態
1. 國內高校和研究單位帶領下的技術進步
目前,國內高端3D打印技術主要有幾支高校團隊帶頭在研究:
表 國內高校高端3D打印機的研究團隊
西北工業大學凝固技術國家重點實驗室下設的激光制造工程中心,已經能夠利用“3D打印”從事高性能致密金屬零件的制造及修復。激光制造工程中心主要發展名為“激光立體成形(Laser Additive Manufacturing)”的3D打印技術,該技術通過激光融化金屬粉末,幾乎可以“打印”任何形狀的產品。其最大的特點是,使用的材料為金屬,“打印”的產品具有極高的力學性能,能滿足航空航天、模具、汽車、醫學、齒科、工藝品等不同行業的需求。
圖 西北工業大學制造的鈦合金承力梁,長度達到5米
2. 即使在技術領先的高端3D打印領域,我國在產業化上還有很多的路要走
我們在高端3D打印領域領先的技術,主要應用于航空航天領域,反過來也可以說是航空航天領域的需求,推動了我國在高端3D打印領域,尤其是SLS技術和鈦合金打印的處理方面的不斷進步。
這種狹窄的垂直領域的領先,是一種“昂貴”的領先,只有在國防、航天等成本不敏感的領域可以找到應用,并且注定打印成品不多,可以對于后期進行復雜的固化加工,生產的效率和經濟性都可以不用計較。
圖 我國高校研究所的高端3D打印機
狹窄的應用領域、僅僅關注樣機制造、成本不明感、不考慮生產速度和效益,這些因素注定了我國高端3D打印機很難形成產業化。
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