中国领跑神奇的“3D打印”

中国的钛合金激光成形技术起步较晚,直到1995年美国解密其研发计划3年后才开始投入研究。早期基本属于跟随美国的学习阶段,不过却后来居上,其中,中航激光技术团队取得的成就最为显著。“观察者网”文章表示,早在2000年前后,中航激光技术团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发,解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4米量级、性能满足主承力结构要求的产品。

目前,中国已具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造、应用的国家。在解决了材料变形和缺陷控制的难题后,中国生产的钛合金结构部件迅速成为中国航空力量的一项独特优势,目前,中国先进战机上的钛合金构件所占比例已超过20%。

如果与传统制造技术做一个对比,就会对中国近年新飞机接连亮相的原因有个大概了解。传统钛合金零件制造,主要依靠铸造和锻造,其中铸造零件用于大尺寸制造,美国F-22战机的主要承力部件便是大型铸造钛合金框,但铸造的零件重量较大且无法加工成精细的形状;锻造切削精度较好,但零件制造浪费严重,原料的95%都会被作为废料切掉。让飞机制造商头疼的是,由于受到机器的限制,锻造钛合金的尺寸也不能过大。3万吨大型水压机只能锻造不超过0.8平方米的零件,即使世界最大的8万吨水压机,锻造的零件尺寸也不能超过4.5平方米。而且这两种技术都无法制造复杂的钛合金构件,而焊接则会遇到可怕的钛合金腐蚀现象。