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版主:黑木崖
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中国展示世界最大军用战机3D打印钛合金零件
送交者:  2013年05月28日21:32:42 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话


  2013年5月24日,在第十六届中国北京国际科技产业博览会上,中航重机控股子公司中航激光所属研发团队,展示了获得2012年度“国家技术发明奖一等奖”的飞机钛合金大型整体关键构件激光成形技术。


  据参与该项研究的北京航空航天大学材料加工工程的人员称,北京航空航天大学已与中航工业集团成立中航激光公司,以对该项技术成果实现产业化。在这次展会上,还首次公开展示了某型战机的大型钛合金零件。


  飞机钛合金大型整体关键构件激光成形技术是“3D打印技术”的高端发展形势,是一项“变革性”的短周期、低成本、数字化先进制造技术。该项目在国际上首次突破了飞机钛合金大型整体主承力结构件激光成型工艺、力学性能控制、工程化成套设备、技术标准。


  已经用激光直接制造30多种钛合金灯大型复杂关键金属零件在大型运输机、舰载机、C919大型客机、歼击机等7型飞机中装机应用,解决型号研制“瓶颈”,使中国成为迄今世界上唯一掌握高性能大型金属零件激光直接制造技术并实现工程应用的国家。



  2013年1月18日,国务院向“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”颁发国家技术发明奖一等奖。目前,这一技术在我国已经投入工业化制造,使我国成为继美国之后、世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及技术的国家。


  更加令人欣喜的是,在性能上,根据公开的材料表明,我国已经能够生产优于美国的激光成形钛合金构件。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且付诸实用的国家。


  一些观察人士称,中国歼-31战机至少有4个激光成型“眼镜式”钛合金主承力构件加强框。

 
  目前,我国已经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,并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中。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并且装机工程应用的国家。


  节约90%的材料和成本 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研制的一项独特优势。由于钛合金重量轻,强度高,钛合金构件在航空领域有着广泛的应用前景。目前,先进战机上的钛合金构件所占比例已经超过20%。


  传统的钛合金零件制造主要依靠铸造和锻造。其中铸造零件易于大尺寸制造,但重量较大且无法加工成精细的形状。锻造切削虽然精度较好,美国F-22战机主要承力部件便是大型铸造钛合金框。但是零件制造浪费严重,原料95%都会被作为废料切掉,而且锻造钛合金的尺寸受到严格限制:


  3万吨大型水压机只能锻造不超过0.8平方米的零件,即使世界上最大的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。


  激光钛合金成形技术则完全解决了这一系列难题,由于采用叠加技术,它节约了90%十分昂贵的原材料,加之不需要制造专用的模具,原本相当于材料成本1~2倍的加工费用现在只需要原来的10%。加工1吨重量的钛合金复杂结构件,粗略估计,传统工艺的成本大约是2500万元;


  而激光3D焊接快速成型技术的成本仅130万元左右,其成本仅是传统工艺5%。更重要的是,许多复杂结构的钛合金构建可通过3D打印一体成型,节省工时,还大大提高材料强度。F-22的钛合金锻件如果使用中国的3D打印技术制造,在强度相当的情况下,重量最多可以减少40%。

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    这个殷媛媛是个混日子的大妈  /无内容 - laker_fan 05/29/13 (519)
      他兄弟,恁来说说?  /无内容 - 1882 05/29/13 (514)
        大兄弟,你看看殷大姐的“情报” - laker_fan 05/29/13 (608)
          不要那么说,她只要没说错就行,大家看资料不看文凭。许多 - 1882 05/29/13 (540)
  这个绝对的HKC,吾闻之大喜!  /无内容 - duero 05/28/13 (484)
  Ding! - oldfarmer 05/28/13 (465)
  一定要做好保密工作。  /无内容 - shanghai1228 05/28/13 (486)
  带双外倾垂尾的J15现身  /无内容 - laker_fan 05/28/13 (571)
    居然没人注意到第二张图中间的小兔  /无内容 - laker_fan 05/29/13 (423)
  锻造有其不可替代的优势,3D无法形成纤维流线  /无内容 - 阿芙乐尔 05/28/13 (557)
    是否飞机所有部件都需要“纤维流线”?以致宁愿浪费90%钛金?  /无内容 - shanghai1228 05/28/13 (445)
      1.不知道 2.不可能浪费90%  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (414)
    说白了,3D充其量就是个精密铸造,是个造便宜货的极品手段  /无内容 - 阿芙乐尔 05/28/13 (489)
        LAM的优势现在还没充分开发出来 - laker_fan 05/29/13 (509)
          金属材料和热处理的连续变化,可导致完全意义上的革命 (原创) - laker_fan 05/29/13 (488)
        一是铸二是焊,是个好东西,但没神到满天飞的程度  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (443)
          是。  /无内容 - 老粗 05/29/13 (454)
        以偏概全地说,除了强度,3D样样出色  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (512)
            现代检验技术,气泡不是大问题。3D无需的是传统机加 - 阿芙乐尔 05/29/13 (542)
              这么说吧,综合判断你觉得下图部件传统生产比3D的更好?别钻一 - 1882 05/29/13 (556)
                不要顾左右言他,这里面有气泡么?  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (504)
                  3D的没有气泡问题,你吹的那个揉面东西有气泡隐患。整体综合强 - 1882 05/29/13 (527)
                    看来你没学过机械加工,更不知道什么是热处理。  /无内容 - 老粗 05/29/13 (548)
                      Why don't you tell me?  /无内容 - 1882 05/29/13 (504)
                        因为俺也没学过呀。只不过在百度上读了些罢了。  /无内容 - 老粗 05/29/13 (494)
                    ha ha, gotcha.  /无内容 - 1882 05/29/13 (542)
        恕俺孤秉寡闻,3D打印如何使晶体单向排列?  /无内容 - 老粗 05/29/13 (506)
            请问既然粉末无法跟晶体比肩,那何来3D打印件比锻造件强度高?  /无内容 - 老粗 05/29/13 (513)
              你来看: - 黑木崖 05/29/13 (781)
                能达到纳米级的粉末是令人吃惊的  /无内容 - laker_fan 05/29/13 (535)
                  徐州,上海,广东,江苏等地都能生产这级别的粉。  /无内容 - 黑木崖 05/29/13 (468)
                明了。零件的退火温度控制是关键。  /无内容 - 老粗 05/29/13 (525)
                  有朝一日能控制晶格排列就完美了  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (536)
                    能控制晶格排列就能治好心脏病了。  /无内容 - 老粗 05/29/13 (510)
              My Gosh. Still not get it? - 1882 05/29/13 (506)
              3D是燕子衔泥,堆出来的,锻造是揉出来的  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (499)
                谢谢提点。锻造就像是揉面团。反复揉,揉出筋来。面团就不 - 老粗 05/29/13 (525)
                  这比阿乐锦说得好,口香糖还可能揉不匀呢。8万吨锻压机当 - 1882 05/29/13 (530)
                Bingo,揉一块冷热不均匀的大金属胚块,就是往里面掺不均匀 - 1882 05/29/13 (498)
                  显然这事儿你是外行  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (503)
                    他兄弟,恁来说说?  /无内容 - 1882 05/29/13 (498)
      胡说 - laker_fan 05/28/13 (545)
            强度不如传统加工技术是3D的致命缺陷之一  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (454)
              雕刻钻头不需要飞机部件那么大吧? 整体综合强度不看,光看芝麻 - 1882 05/29/13 (423)
                局部强度上不去,何来整体强度?  /无内容 - 阿芙乐尔 05/29/13 (445)
                  放心,原图那个局部并不差,好的HMY上面那贴已经说明了。两小 - 1882 05/29/13 (499)
            为什么要8万吨?这是专为锻造钛合金大件的。不用费其他口舌了吧  /无内容 - 老粗 05/29/13 (463)
        学过金属加工没有?  /无内容 - 阿芙乐尔 05/28/13 (434)
          你研究过LAM件没?  /无内容 - laker_fan 05/28/13 (466)
            就不信激光在外头使劲,里面的纤维流线也会改变  /无内容 - 阿芙乐尔 05/28/13 (490)
              看看金像图  /无内容 - laker_fan 05/28/13 (472)
                哪儿呐?贴出来可否?  /无内容 - 阿芙乐尔 05/28/13 (454)
                  your homework  /无内容 - laker_fan 05/28/13 (465)
            就钛合金件而言,没有。LAM钛合金件,给咱不“胡说”地说说?  /无内容 - 阿芙乐尔 05/28/13 (514)
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