國貨當自強！北航展示國產(chǎn)飛機大型3D打印關(guān)鍵金屬構(gòu)件

7月16日上午，國防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展成果展在北京隆重開幕，近千項具有代表性的軍轉(zhuǎn)民重大成果和產(chǎn)品集中亮相。此次展覽是國防科技工業(yè)領(lǐng)域首次舉辦軍民融合主題展覽，也是全部軍工集團公司首次以集團整體形象對外展示。

在展會現(xiàn)場，多家大型參展商都帶來了最新的軍用和民用產(chǎn)品成果，其中不少展品是首次亮相。在北京航空航天大學展臺處，記者就看到了一具使用大型金屬構(gòu)件激光增材制造(即3D打印)技術(shù)所生產(chǎn)的大型部件。據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹，這具大型部件是航空飛行器所使用的機體部件之一。在宣傳展板上，記者也留意到，北航激光增材制造近50件大型關(guān)鍵鈦合金、超高強度鋼構(gòu)件，通過大型運輸機、大型客機、艦載機、新型火箭等裝備的靜強度、動強度、疲勞壽命、沖擊、震動等全尺寸零件試驗考核。

據(jù)了解，這款以實物展出的大型飛行器構(gòu)件，是迄今國際上最大的激光增材制造主承力關(guān)鍵鈦合金構(gòu)件飛機機身整體加強框，無模、整體、快速研制。而所謂的激光增材制造技術(shù)，就是3D打印技術(shù)中的一種，采用這種激光增材制造技術(shù)制造的飛機機身整體加強框，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，有著高性能、低成本、快速試制的特點。
現(xiàn)場工作人員介紹，展出的這款飛機機身整體加強框，生產(chǎn)周期只有采用傳統(tǒng)技術(shù)制造的五分之一，同時在強度、壽命等各項指標上，與傳統(tǒng)工藝技術(shù)部件相比更加優(yōu)秀。除了這款飛機機身整體加強框外，現(xiàn)場還展出了使用這種激光3D打印技術(shù)制造的國產(chǎn)C919大飛機駕駛艙玻璃窗框架。

在現(xiàn)場的一份考核報道里提及，中國飛機強度研究所根據(jù)殲-XX艦載機、四代機方案、XX大型運輸機等飛機研制任務要求，對采用激光成形技術(shù)制造的多個鈦合金部件進行飛機構(gòu)件的性能考核試驗，其中四代機方案激光成形鈦合金翼身構(gòu)件通過靜力及疲勞性能壽命考核，滿足飛機設計要求。

其他考核試驗結(jié)果中，采用激光成形技術(shù)制造的鈦合金構(gòu)件均順利通過，并且表現(xiàn)出了構(gòu)件強度裕度很大的優(yōu)勢。由此得知，采用激光成形技術(shù)制造的部件已經(jīng)在一些國產(chǎn)新型戰(zhàn)斗機上得到了應用，并表現(xiàn)出良好的效果。而展會現(xiàn)場展出的這具機身整體加強框，從外觀上不難推斷出，是戰(zhàn)斗機所使用的。

關(guān)于3D打印技術(shù)在中國航空制造業(yè)領(lǐng)域的應用，香港《南華早報》曾有報道，中國第一款本土商用客機C-919、第一款艦載戰(zhàn)斗機殲-15、多用途戰(zhàn)斗轟炸機殲-16、第一款本土隱形戰(zhàn)斗機殲-20及第五代戰(zhàn)斗機殲-31的研發(fā)均使用了3D打印技術(shù)。

北京航空航天大學航空材料專家王華明教授去年、、在中國科學院一個專題討論會上曾經(jīng)表示，中國現(xiàn)在僅需55天就可以“打印出”C-919客機的主風擋整體窗框。王華明說，歐洲一家飛機制造公司表示，他們生產(chǎn)同樣的東西至少要兩年，光做模具就要花200萬美元。2012年1月18日，王華明教授主持的“飛機鈦合金大型復雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”項目獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎。王華明認為，中國大型3D打印技術(shù)已超過美國，因為許多美國同行只是用這門技術(shù)生產(chǎn)“小玩意”。

展會現(xiàn)場展出的這具飛機機身整體加強框，只是中國3D打印技術(shù)在航空制造領(lǐng)域應用的一個縮影。在2014年11月舉辦的第十屆珠海航展上，唯一參展的3D打印參展商 — 西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司就展示了一塊經(jīng)過修復的戰(zhàn)斗機渦扇發(fā)動機葉片。據(jù)了解，這塊葉片是戰(zhàn)斗機在使用過程中造成損壞，由西安鉑力特使用3D打印技術(shù)進行了修復，實現(xiàn)了損壞零部件再利用。該公司還展示了C919客機緣條零件，該零件是首次在航展上曝光，作為大型客機的承重部件，已經(jīng)能夠使用國產(chǎn)的3D打印技術(shù)制造。

隨著中國制造在航空領(lǐng)域的不斷進步，3D打印技術(shù)也迎來了發(fā)展的春風，相信在不久的將來，這一技術(shù)會更加成熟與完善，成為國際制造業(yè)中的一支標桿。

希望3D打印可以壯大中國的國防力量