北航王华明就飞机钛合金激光快速成型的应用在中科院演讲（摘要）


　　内容提要。
　　1。2012年奥巴马在卡内基梅隆大学，宣布创立美国“制造创新国家网络”计划，成立15个制造创新中心组成网络，投资10亿美元。经过5个多月的论证最后还是选了“增材制造”作为第一个中心的研究方向。
　　2。一个发动机叶盘，传统工艺制造属于“雕刻”，最后剩下来的只有7%。
　　3。f22钛框，面积5.53平方米。3万吨水压机模锻件能达到0.8平方米，8万吨能达到4.5平方米。
　　4。传统方法，铸锭，制胚，模具，模锻。举例一个很小飞机框，宝钢等温锻造，模具7千万，分摊到每一个零件，模具费就有几十万。又举例美国的一个飞机零件，压成一个饼3吨，到最后加工完成只有144公斤，材料利用率不到5%。
　　5。用他的增材制造，材料利用率80%左右。
　　6。我们打印出的最大的整体结构件5平方米，美国做不了。
　　7。激光打印出的零件，超过或者等同于锻件的性能，抗疲劳强度，比锻件高32-53%，疲劳裂纹扩散速率降低一个数量级。常规性能和锻件差不多，但高温、持久、抗疲劳性能比锻件好很多。
　　8。飞机起落架的超高强度钢，用此方法抗疲劳强度可以比锻件高20%。涡轮叶片用此方法900度疲劳强度可以比第二代单晶高40%。
　　9。应用方面，2005年开始，919是可以说的，其他的都不能说（涉及保密）。919，双曲面窗框，只有欧洲有有家公司能做，周期2年，先付200万美元模具费，而且零件非常贵。而我们55天就做好了，4大件，2件已经装上了飞机。
　　10。翅膀根的受力件，我们做出来136公斤，锻件1706公斤，节省材料90%+，节省了大量材料。10年，已经做完了性能测试，比锻件还要好。
　　11。05年做出图示零件（猜测是军用飞机上所使用），需要5天，现在只要几小时。
　　12。06年某飞机起落架的关键零部件，目前已经批生产，已经受2000多个起落。如果没有这个技术，这个飞机就出不来，可能要推两年。
　　13。某飞机上非常复杂的一个零件，钛合金，一架飞机好几个，现阶段传统技术无法做出来，国内三种方案去研究，两三年不成功，后又去找国外。国外先说能做，看到图纸以后，说做不了。我们临危受命，去年5月19号开始，现在已经装了很多架飞机。
　　14。某飞机零件原来锻胚580公斤，我们做出来36公斤。580公斤锻胚，我们没有这么大的锻造装备，锻不透，性能都不合格。就算加工出来，内应力很大，变形、开裂，成品率非常低。
　 　15。（吐槽f22），f22的机翼和机身连接件，超大超复杂的钛合金构件，因为太复杂20、30万吨的水压机也做不出来。美国人就分成三个铸件，然后 热等静压再焊接，铸件的性能很差，但美国人没办法，f22就是这样用的。（换了一个图片）我们激光成型就可以直接加工出如图示的这么大的零件，这是一个整 体（意思是不用分段铸造然后焊接），上面站了一个人，大家可以看出它的尺度。他的性能比锻件还好（意思是当然就甩铸件几条街了），可以毫不谦虚地说，这是 迄今世界上性能最好的、结构最复杂的构件，美国人也只能是铸造，锻是不可能的，焊也不可能，因为焊出来的性能不行。这个已经通过了8000小时的疲劳试 验，一年多时间。就这个构件，铝合金、钢大家看看能不能做出来，更何况钛合金。
　　16。我们发动机不行，心脏病，未来发动机就是一肚子的整体叶 盘，叶片和盘子分开的重量太重。而我们现在可以叶片和盘子同时出来，而且叶片我们可以随心所欲控制组织，让它长成柱状晶，他的高温性能就很好，这里我们让 它长成等柱晶，**疲劳度就很好，如果温度再高，我们就可以换材料，它可以做到随心所欲，一种零件可以用很多种材料来做（不知是在同一个零件上的不同部 位，还是同一种零件用不同材料）。
　　17。我这里面都没说具体的零件名称，牵涉到保密的大家都不要说，也不要拍照。我尽量做到没有放（图片）零件，只放毛胚，因为零件还是比较敏感。
　　18。这种加工方法，不能包打天下，适合难加工的、高性能的、贵的、别的方法做不出来的零件，优势是成本、周期、性能，这个方面我们走到了美国人前面。
　　19。设备用的激光器都是进口，担心被美国人卡脖子，希望国家在大功率激光器上重视。
　 　20。5年前曾经和飞机总设计师聊天，说我们快速设计飞机，都是整体、大型、超长的结构，在2、3个月内就把飞机造出来，不开一套模具，不打一个锻件， 不做一个焊缝。也许有人认为这是个梦想，但实际上这已经不是梦想了，我们已经有这样的潜力，只是目前能力有限。（这一段其实是欲言又止，应该是涉及保密， 只好把能力藏着掖着了。这件事肯定在做，最近航空大爆发，绝对和他们这个技术有关。）