西工大用3D打印制造3米長C919飛機(jī)鈦合金部件
本報訊 (記者 劉振) 不久前開放的全國首家3D“打印照相館”，將神奇的3D打印技術(shù)帶入古城市民的生活。甚至連醫(yī)用假牙、植入關(guān)節(jié)，甚至航空航天的關(guān)鍵配件等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金屬物件，都在西北工業(yè)大學(xué)里變魔術(shù)般的一一“打印”出來。 3D打印學(xué)名叫增材制造技術(shù)，原理是將計算機(jī)設(shè)計出的三維模型分解成若干層平面切片，然后把“打印”材料按切片圖形逐層疊加，最終“堆積”成完整的物體。
西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是我國3D打印技術(shù)研發(fā)最出色的單位之一，主要發(fā)展名為“激光立體成形”的3D打印技術(shù)。該技術(shù)通過激光融化金屬粉末，幾乎可以“打印”任何形狀的產(chǎn)品。其最大的特點(diǎn)是，使用的材料為金屬，“打印”的產(chǎn)品具有極高的力學(xué)性能，能滿足多種用途。
“隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，零件構(gòu)造越來越復(fù)雜，力學(xué)性能要求越來越高，重量卻要求越來越輕，通過傳統(tǒng)工藝很難制造。而3D打印則可以滿足這些需求。”西工大凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任黃衛(wèi)東說。
昨日，在這個實(shí)驗(yàn)室，記者透過“打印機(jī)”的玻璃窗看到，一束激光在計算機(jī)控制下移動，激光頭兩側(cè)噴嘴噴出的金屬粉，被激光熔化，一層層凝固、堆積。一小會兒，一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金屬件展露出雛形。
為國產(chǎn)大飛機(jī)C919制造中央翼緣條，是3D打印技術(shù)在航空領(lǐng)域應(yīng)用的典型。據(jù)黃衛(wèi)東介紹，中央翼緣條長達(dá)3米，是大型鈦合金結(jié)構(gòu)件，作為機(jī)翼的關(guān)鍵部件，以我國現(xiàn)有制造能力無法滿足需求，如果向國外采購，勢必影響大飛機(jī)的國產(chǎn)化率。西工大與中國商用飛機(jī)有限公司合作，應(yīng)用激光立體成形技術(shù)解決了C919飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件的制造問題。“激光立體成形制造成本與國外鍛壓制造成本差不多，最重要的是形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特色新技術(shù)。”黃衛(wèi)東說，這項(xiàng)技術(shù)在航空航天發(fā)動機(jī)等關(guān)鍵部件的制造上也得到了運(yùn)用。
西工大3D打印技術(shù)對零部件的修復(fù)也獨(dú)樹一幟。航空航天零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂，一旦出現(xiàn)瑕疵或缺損，只能整體更換，可能造成數(shù)十萬、上百萬元損失。而通過3D打印技術(shù)，可以用同一材料將缺損部位修補(bǔ)成完整形狀，修復(fù)后的性能不受影響，大大節(jié)約了時間和金錢。
黃衛(wèi)東說，3D打印技術(shù)其實(shí)離生活非常近，不僅僅是打印立體照片，在醫(yī)學(xué)上也得到應(yīng)用，比如植入的人工關(guān)節(jié)以往是按型號選配，通過3D打印技術(shù)，則可以制作最適合患者的鈦合金關(guān)節(jié)。
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