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国务院专题会:航空“3D打印” 引领先进制造

2015-08-31 14:19
Timeless落尘
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  近日,国务院邀请中国工程院院士卢秉恒,以“先进制造与3D打印”为题进行专题讲座。李克强总理主持专题讲座,张高丽副总理及国务委员、各部部长、央企、金融机构负责人聆听授课,并讨论交流加快发展先进制造与“3D打印”等问题。

    李克强总理指出,推动中国制造由大变强,必需加快实施“中国制造2025”和“互联网 ”行动,在转变发展方式中培育中国制造竞争优势,让更多有生命力的前沿技术和新兴产业集群蓬勃发展,共同铸就中国制造业新辉煌。

    以“3D打印”为代表的“增材制造”对一般制造业来说,可能还是个新概念。但对航空制造业来说,“3D打印”并不陌生,早在30多年前就开始有人研究,现今已进入实际应用阶段。该项技术诞生30多年来,我国航空工业从业者积极跟踪研究,目前已经在原材料尤其是粉末冶金制备,复杂结构件制造,装机部件使用分析等领域走在国内前列,部分成果甚至达到世界先进水平。

    “3D打印”制造航空部件优势明显

    “3D打印”,即增材制造,是基于离散——堆积原理,采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术。目前最适用于高复杂度结构、极小批量航空航天等产业,被国内外公认为是对飞机、发动机等重大工业装备研制与生产具有重要影响的核心关键制造技术之一。

    据统计,采用切削加工技术,“减法”制造的大型航空零件材料利用率非常低,平均不超过10%,同时工装模具研制成本不断上升,传统制造方法越来越不能满足需求。以美国F-22飞机中尺寸最大的钛合金整体加强框为例,材料的利用率不到4.90%。不仅如此,传统方法对制造技术及装备的要求也十分高,通常需要大规格锻坯加工及大型锻造模具制造、万吨级以上的重型液压锻造装备,制造工艺复杂,生产周期长、制造成本高。

    相较而言,“加法”制造更能满足航空装备研制需求,通过“3D打印”高能束流增量制造技术,不但可以节省材料三分之二以上,减少数控加工时间一半以上,将研制成本,尤其是首件、小批量的研制成本大大降低。“3D打印”可将材料利用率提升至85%。GE公司曾利用“3D打印”把飞机发动机喷嘴上的20个零件合成了1个零件,提高燃油效率15%,相当于推动发动机前进了一代,而以往每开发一代发动机需要上亿欧元。

    更重要的是,对我国而言这种新型无模敏捷制造技术也让我们在保证研制速度、加快装备更新速度方面,有了缩小与发达国家差距的新机会。

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