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珠海航展中的3D打印

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2022-11-08 领创三维 领创三维 1746


11月8日,第十二届中国国际航空航天博览会简称:珠海航展。在珠海正式开幕!据悉,本届航展将是中国航展迄今规模空前最大的一次。从办好航展到用好航展,越来越专业的展会,不仅代表了中国乃至全球顶级航空装备的水平,更见证了我国航空航天事业的从望尘莫及到同台竞技的历史跨越。本次航展共吸引了国内外参展商共700余家,参展的国内外各型飞机超过100架。中国空军除了携现役装备亮相,还有众多概念机型,我国船舶系统的相关企业携海上防务展品参展。中国航展的展品结构首次实现“陆、海、空、天、电”全领域覆盖。让我们一饱眼福。



本届盛会“高精尖”-20、运-20大胖妞外,还有“彩虹”“翼龙”“无侦”无人机系列,更先进的歼-31“鹘鹰”等系列同台亮相,“八一”、“红鹰”两支飞行表演队共舞蓝天,多型先进坦克装甲车辆集中动态展示,空军装备成体系展出,一件件航空航天装备齐聚珠海,展示出了中国科技和工业能力提升的崭新成果。看的让我们眼花缭乱,心情滂湃不已。


看完如此众多的高端军工设备,不禁要刨刨我们的老本行-3D打印技术。在如此众多的高精尖设备里,扮演了哪些角色。珠海航展的最大明星——歼-31“鹘鹰”战斗机,据闻是有用了大量3D打印部件或者验证部件,其中包括钛翼樑。歼31长17米,翼展11.5米,大小与美国的F35“闪电”Ⅱ型战机差不多,比F22、歼20略小。一旦服役,歼31可能会与歼20组成“高低”组合,就像美空军的F35和F22组合一样。歼31还可能到航母上服役。据公开资料显示,歼-10B的生产首度使用了3D打印技术。而且3D打印在航空军备方面的使用也远远不止歼-10B。3D打印技术对于国防、航空等重点领域高端复杂精细结构关键零部件的制造起到了很大作用,为其提供了应用的支撑平台。3D打印的行业应用优势主要包括复杂结构的设计得以实现、满足轻量化需求、提升强度和耐用性和节省成本四个方面。借助这些优势,我国航空航天和国防工业有望实现跨越式发展,缩小与国外的差距。中国曾对外宣布一项关于国产大型客机C919的一个制造细节:该客机部件采用了3D打印技术加工中央翼线条,其中,最大尺寸为3070mm,最大变形量则小于0.8mm,整个力学性能通过飞机厂商的测试,其材料性能、结构性能、零件取样性能、大部段强度全部满足国产大型客机C919的设计要求,包括疲劳性能在内的综合性能,也优于传统的锻造技术。而且,3D打印出来的零部件强度一致性为2%,优于厂商5%的技术指标要求。


相比较传统制造行业而言,3D打印制造技术对于零部件生产相比于前者,有着更多的自由度和可发挥性。

第一,3D打印技术能够提高材料的利用率,节约稀缺的战略材料,降低制造成本。一般来讲,航空航天制造领域大多使用价格昂贵的战略材料,比如像钛合金、镍基高温合金等金属材料。采用传统的制造方法,材料的使用率很低,一般不会大于10%,而采用3D打印技术就能提高材料的利用率、降低生产成本。

第二,3D打印技术可以优化零件结构,减轻重量,增加零件的使用寿命。对于航空航天武器装备而言,减重是非常重要的主题。在重量减轻后,飞行装备在飞行过程中具有更高的灵活性。与此同时,采用3D打印技术可以节省燃油,降低飞行成本。

第三,3D打印技术可以缩短新型航空航天装备的研发周期,促进新的航空航天装备早日面世。3D打印技术使得高性能金属零部件,尤其是高性能大结构零件的制造流程大为缩短。此外,产品研发制造的周期也会缩短。

展望航空航天和国防工业的未来,3D打印在大型部件、航空发动机零部件、太空探索和无人机四个应用领域拥有巨大的发展潜力。3D打印技术作为未来制造业不可或缺的工具,将对航空航天和国防工业的发展带来源源不断的推动力。