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3D打印在航空制造中体现出无可比拟的优势

导读: 一个机械零件,甚至是一架飞机,都可以“打印”出来,3D打印在航空制造中具有无可比拟的优势

  2月18日,随着西安交通大学青岛研究院项目的签约,神奇的3D打印技术来到了青岛。据了解,此次落户胶州市滨海新区的西安交通大学青岛研究院,先期进驻平台主要有机械学部、电气学部、材料学部和能源与动力学部。其中,机械学部依托中国工程院卢秉恒院士主持、将在胶州设立分中心的快速制造国家工程研究中心,主要从事快速成型制造(3D打印)项目成果的合作转化,逐步实现批量生产。

  据介绍,3D打印就是快速成型技术的一种,它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层的多层打印方式,最终可以直接打印出产品,形成“数字化制造”。

  最早的3D打印技术出现于上个世纪80年代的美国,但是由于材料和机器极其昂贵,3D打印并没有大范围商用。近年来,随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的革新,3D打印不仅在传统的制造行业体现出非凡的发展潜力,更延伸至食品制造、服装奢侈品生产、影视传媒以及教育等多个与人们生活息息相关的领域。

  在签约仪式前,卢秉恒院士作了“3D打印与飞机制造”专题学术报告会,卢秉恒院士表示,3D打印具有制造周期短,适合单件个性化需求等特点,在制造大型薄壁件、蜂窝状复杂结构部件、钛合金等难加工、易热成形零件方面具有较大优势。

  一个机械零件,甚至是一架飞机,都可以“打印”出来,3D打印在航空制造中具有无可比拟的优势。卢秉恒介绍,传统飞机制造成本高,切削加工要去除95%以上的材料,3D打印技术则利用金属粉末只打印必需的部分,不浪费一点儿金属,节省了原材料。与传统制造方法相比,3D打印制造出的零件更轻,能够实现结构、型面复杂多样,并且都是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。

  “传统的飞机制造、装配工序长,仅机体铆接就有数万个,机身是由上下左右四块整版焊接而成,目前一个飞机制造厂一年加班加点也就能生产四五十架飞机。而通过3D打印制造一架飞机的机身,粗略估算也就需要300小时左右,并且是一次成型,强度好,安全性高。”卢秉恒说,3D打印技术可以使飞机制造工序大为简化,为飞机结构的创新设计提供了很大的空间,可实现飞机快速研发和快速小批量制造。

  卢秉恒透露,目前已有在青岛建立胶东3D成型技术研究院的设想,主要进行3D打印机身的应用验证以及钛合金飞机机身3D打印、3D成型飞机精密件制造等工艺的产业化开发。

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