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3D打印技术给航天和国防工业带来源源不断的发展动力

时间:2021-04-15 来源:远铸智能 作者:远铸智能 浏览量:2477
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2019阅兵式上,陆军、海军、空军、火箭军、战略支援部队等新型武器装备参演单位集中展示了70年来国防科技工业发展水平和军队建设的巨大变化。3D打印技术的应用,从歼-10、歼-15到歼-20和歼-31都有大量的报道。

3D打印技术

先进装备的开发制造离不开先进的制造工艺,由于受到技术、成本等因素的限制,3D打印技术很难替代大规模流水线生产,但它不需要模具,可以实现从设计到零件的直接转换,实现快速、自由的制造,在武器装备设计、复杂、昂贵部件的制造以及维护保障等方面的广泛应用,是未来军事装备制造技术创新的关键。现在,3D打印已经在我国的军机上广泛应用。

3D打印技术简化了高性能金属零件的制造过程,缩短了军用飞机的研制周期。国防大学军事后勤及军事科技装备教研室教授李大光表示,在上世纪八九十年代,研制新一代战机至少需要10-20年,而借助3D打印技术,只需要3年。

利用3D打印技术,可以优化复杂零件的结构,从而达到减轻重量,延长寿命的目的。用3D技术在美国F16战机上制造的起落架,平均寿命是它的2.5倍;专家估计,如果用3D打印技术制造F-22,F-22的钛合金锻件可以减少40%的重量。

我国舰载战斗机歼-15、多用途轰炸机歼-16、国产隐身战机歼-20和第五代战机歼-31等产品的研制,都是掌握激光成形钛合金大型主轴承压件制造和应用的国家。

对于歼-15战机,它的前起落架大型整体钛合金支架采用激光增材制造。以前需要螺丝连接的两个或多个零件,采用3D打印技术一次成型,保证在足够强度的同时,既减轻重量又降低加工难度,目前已累计飞行起降10000架次,工作正常。与传统加工设备相比,3D打印避免了5亿多元的成本。

3D打印在飞机结构减重中扮演了重要角色,中国现有的3D打印技术已经能够打印飞机的一些承力框零件、航空发动机关键零件等。中航集团沈阳公司利用国产结构设计新技术、新结构材料和新工艺,将苏-27改造成歼11B并装备部队,实现了飞机成吨减重,显著提高了飞机结构强度和推重比,其中,3D打印技术功不可没。

2020年歼-31改进型号发布据报道,歼-31战机在原型阶段就已开始广泛应用3D打印技术,特别是复合材料3D打印技术。它的最新原型机零部件,决定机体寿命的疲劳部件较以前的国产战机,包括歼-20,减少了50%以上,装配生产时减少了56%。

在国防、航空等重点领域,3D打印技术在高端复杂、精细结构的关键零部件制造中发挥着重要作用,为其应用提供了支撑平台。3D打印技术在武装直升机上也得到了广泛的应用,包括本文所提到的战斗机、轰炸机和运输机,其中就包括了高度复杂的大气数据系统组件和综合制造。从长远来看,3D打印将继续作为未来制造业不可缺少的工具。

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