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郑州3D打印:钛合金材质3D打印“歼-15战斗机的机翼”

2022-05-31

郑州3D打印:钛合金材质3D打印“歼-15战斗机的机翼”。

“3D打印”作为一项革命性新型制造技术,正在全球迅速兴起。深圳天顺达手板模型有限公司,引进国外先进的金属3D打印设备。公司激光制造工程中心主要以“激光立体成形”3D打印技术为依托。该技术通过激光融化金属粉末,几乎可以“打印”任何形状的产品。其zui大的特点是,使用的材料为金属,“打印”的产品具有极 高的力学性能,能满足航空航天、模具、汽车、医学、齿科、工艺品等不同行业的需求。

钛是一种密度只有钢铁的一半,强度却远胜于绝大多数合金的材料,被广泛用于航天航空业。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,但是零件制造浪费严重,原料的95%都会被作为废料切掉,而且锻造钛合金的尺寸受到严格的限制: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zui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以通过3D打印的方式一体成型,不仅节省了工时,还大大提高了材料强度。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zui多可以减少40%。

下一代国产飞机的关键技术:

在航空领域,中国激光钛合金成形技术已经得到了广泛的应用。据央视新闻频道报道,歼-15总设计师孙聪在两会期间透露,钛合金和M100钢的3D打印技术,已被广泛用于歼-15的主承力部分,包括整个前起落架。

在中航成飞和沈飞的下一代战斗机的设计研发中,激光钛合金成形技术已经得到了广泛运用。通过这一技术,正在研制的两型第五代战斗机歼-20和歼-31采用钛合金的主体结构,成功降低了飞机的结构重量,提高了战机的推重比;依托激光钛合金成形造价低、速度快的特点,沈飞在一年之内连续组装出歼-15、歼-16、歼-31等多型战斗机并且进行试飞。

除了制造外,这些部件在出现问题后,也将可以使用同样的技术进行修复,而无需重新制造,这将可以节省大量用于更换受损部件的费用。

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