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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】如今，3D打印技術(shù)風(fēng)靡，就金屬3D打印而言，選擇性激光熔化技術(shù)在汽車飛機(jī)等制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)正逐漸得到認(rèn)可。
航天航空作為集中了國(guó)家高精尖技術(shù)的前沿領(lǐng)域，其發(fā)展?fàn)顩r展現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的科技建設(shè)成果。金屬3D技術(shù)作為一項(xiàng)全新的制造技術(shù)，其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)比較突出，給航天航空事業(yè)的發(fā)展注入了許多活力。
SLM成金屬3D打印的核心技術(shù)
在出現(xiàn)到興起，金屬3D打印經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過程。20世紀(jì)80年代后期，金屬3D打印技術(shù)在美國(guó)產(chǎn)生。20世紀(jì)90年代初，金屬3D打印技術(shù)被引入我國(guó)。自此之后，我國(guó)研究人員在3D打印技術(shù)研發(fā)方面投入了大量的心血，使3D打印加快融入汽車、飛機(jī)等制造行業(yè)。
對(duì)于整個(gè)制造業(yè)而言，真正改變世界制造業(yè)生產(chǎn)方式的是金屬3D打印技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展，金屬3D打印技術(shù)逐步發(fā)展成熟。當(dāng)前，金屬3D打印主要發(fā)展為SLM(選擇性激光熔化)、EBM(電子束成形)和 LENS(同步送粉)三大類。
在這三大類中，SLM技術(shù)作為當(dāng)前金屬3D打印的主流技術(shù)，具有成形精度高、復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)造能力強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)。除此之外，SLM技術(shù)還具有抗拉強(qiáng)度性能良好、零件尺寸精度較高、材料利用率高等多種優(yōu)點(diǎn)。在加工的過程中，SLM技術(shù)用激光使粉體完全熔化，不需要黏結(jié)劑，并且成型的精度和力學(xué)性能都比激光燒結(jié)技術(shù)要好。因此，一些從事汽車、飛機(jī)制造的企業(yè)對(duì)SLM技術(shù)十分重視。
近日，惠普公布了一項(xiàng)技術(shù)HP Metal Jet，該技術(shù)主要面向金屬部件。與以往的金屬3D打印技術(shù)相比，該技術(shù)的打印成本較低，可以用于不銹鋼等零部生產(chǎn)。HP Metal Jet技術(shù)的出現(xiàn)，表明金屬3D打印技術(shù)正不斷發(fā)展成熟，技術(shù)研發(fā)也進(jìn)入了新階段。據(jù)悉，這項(xiàng)技術(shù)可以用于在汽車、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。除了這些領(lǐng)域之外，金屬3D打印在航空航空領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿σ仓饾u被挖掘出來。
金屬3D打印在航空航天領(lǐng)域大有可為
在現(xiàn)實(shí)生活中，為保證飛行員和乘客的安全，飛機(jī)、飛船等飛行設(shè)備的生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)往往十分嚴(yán)格。只有采用高性能的零件才能更好的滿足飛行器高空安全飛行的需要。當(dāng)前，SLM技術(shù)符合了飛船、飛機(jī)等飛行設(shè)備的制造要求，因而逐漸被用于飛船等零部件的生產(chǎn)過程中。美國(guó)航天公司SpaceX在開發(fā)載人飛船SuperDraco的過程中，就利用了SLM技術(shù)來制造載人飛船的引擎。
運(yùn)用SLM技術(shù)制造出來的零件，其強(qiáng)度、韌性等性能完全可以滿足飛船高空飛行的嚴(yán)苛要求。即使在高溫高壓的環(huán)境下，飛船也可以進(jìn)行安全飛行。同時(shí)，飛船的噴射頭、節(jié)流閥等部位構(gòu)造復(fù)雜，生產(chǎn)制造的復(fù)雜度較高，利用SLM技術(shù)，這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件可以被、的制造出來。
就材料的選取而言，用SLM技術(shù)來制造飛機(jī)、飛船時(shí)，制造廠商一般會(huì)選擇金屬粉末材料，具體包括奧氏體不銹鋼、鎳基合金、鈦基合金和貴重金屬等。當(dāng)前，研發(fā)人員可以利用這些材料來制造飛行設(shè)備的零部件外并且對(duì)飛行設(shè)備的零件進(jìn)行修復(fù)。
就目前情況而言，SLM技術(shù)在修復(fù)成形方面所表現(xiàn)出的潛力甚至高于其制造本身。以高性能的整體渦輪葉盤零件為例，如果盤上的某一葉片受損，那么整個(gè)渦輪葉盤將無法繼續(xù)使用，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失非常巨大。采用包括SLM在內(nèi)的金屬3D打印技術(shù)后，零件修復(fù)的效果良好，修復(fù)成本也較低。
近年來，國(guó)外對(duì)SLM技術(shù)的研究熱情也越來越濃厚。德國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)等都相繼展開了對(duì)SLM技術(shù)的探索與研究。德國(guó)EOS公司、SLM Solutions公司等都在SLM成型設(shè)備生產(chǎn)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，這有力的促進(jìn)了SLM技術(shù)投入具體應(yīng)用。
未來，金屬3D打印有望實(shí)現(xiàn)汽車等零部件的大規(guī)模生產(chǎn)，尤其是在具有高精度需求的飛行設(shè)備生產(chǎn)方面發(fā)揮出應(yīng)有的作用。同時(shí)，隨著SLM技術(shù)的成熟，世界各國(guó)的航空航天事業(yè)發(fā)展將會(huì)進(jìn)入新的階段，航空航天建設(shè)事業(yè)將取得新的發(fā)展成果!
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