3D打印零部件助中國戰(zhàn)機(jī)楊威大閱兵

1945年9月3日，日本正式向中國遞交了投降書。經(jīng)過8年浴血奮戰(zhàn)，中國以3500軍民喋血山河的巨大歷史代價換來如今的和平，70年已過，如今的中國正邁著更加強(qiáng)大的步伐，成為戰(zhàn)后世界新秩序的維護(hù)者。位卑未敢忘憂國，勿忘國恥是每個炎黃子孫必須牢記的神圣使命！2015年9月3日中國首次舉行紀(jì)念反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵，這一鏗鏘有力的行為一方面是為了彰顯中國實力，展示我國的綜合國力，另一方面也是對于那些虎視眈眈的外敵的有力蔑視和打擊。

隨著9月3日日益臨近，參加紀(jì)念中國人民抗日戰(zhàn)爭勝利暨世界反法西斯勝利70周年大閱兵的空中梯隊也參加了快節(jié)奏的訓(xùn)練，近日，網(wǎng)上公布了很多有關(guān)閱兵訓(xùn)練的解放軍軍機(jī)照片，盡管這些照片不能全面展示此次閱兵空中梯隊的全部情況，但也足以讓國人一睹為快，了解到參加此次閱兵的的主要機(jī)型和特點。其中不乏3D打印技術(shù)生產(chǎn)出來的零部件產(chǎn)品，我們就從3D打印的角度對本次大閱兵的機(jī)型進(jìn)行一次簡單的解析。

一、參閱飛機(jī)亮點多：部分戰(zhàn)機(jī)采用了3D打印技術(shù)

目前，從網(wǎng)絡(luò)上公布出來的照片來看，此次大閱兵亮點頗多，首先是空軍八一飛行表演首次以殲-10戰(zhàn)機(jī)接受檢閱，海陸空共10個梯隊的140余架各型固定翼飛機(jī)和直升機(jī)，機(jī)型包括殲15艦載機(jī)、轟6K轟炸機(jī)、武直10、武直19等解放軍近年服役的一批最新型飛機(jī)，有目擊者形容彩排場面“遮天蔽日”，蔚為壯觀。這些參加彩排的戰(zhàn)機(jī)當(dāng)中，有不少零部件采用了3D打印技術(shù)。

8月23日，彩排場面“遮天蔽日”，蔚為壯觀

說起3D打印在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，值得一提的是我國大中型軍民用飛機(jī)的研制生產(chǎn)商西飛集團(tuán)。此前，有媒體報道稱，近年來3D打印技術(shù)以其“制造靈活性”和“大幅節(jié)省原材料”等優(yōu)越性而有效應(yīng)用于航空制造領(lǐng)域，西飛率先開展“3D打印技術(shù)在精密鑄造領(lǐng)域應(yīng)用”項目研究，并將逆向工程技術(shù)、3D打印、精密鑄造和數(shù)字化測量有機(jī)結(jié)合，打通了以三維技術(shù)為核心的數(shù)字化制造鏈條，并成功將項目研發(fā)成果應(yīng)用于C919飛機(jī)、新支線飛機(jī)、MA60飛機(jī)等多款軍民用飛機(jī)產(chǎn)品中。

中航工業(yè)西飛成功將3D打印技術(shù)用于應(yīng)用于C919大型客機(jī)的生產(chǎn)制造

中國公開展出的3D打印一次成型的戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身橫框（圖源：騰訊網(wǎng)）

第一款艦載戰(zhàn)斗機(jī)殲-15（圖源：新華網(wǎng)）

中國第五代戰(zhàn)斗機(jī)殲-31

有資料顯示，中國第一款本土商用客機(jī)C-919、第一款艦載戰(zhàn)斗機(jī)殲-15、多用途戰(zhàn)斗轟炸機(jī)殲-16、第一款本土隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲-20及第五代戰(zhàn)斗機(jī)殲-31的研發(fā)均使用了3D打印技術(shù)。

二、3D打印助“鬼鳥”成為空軍獨特的殺手锏

在傳統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)制造流程當(dāng)中，飛機(jī)的3D模型設(shè)計好后，需要進(jìn)行長期的投入來制造水壓成型設(shè)備，而使用3D打印這種增材制造技術(shù)后，零件的成型速度、應(yīng)用速度得以大幅度提高。目前中國已具備了使用激光成形超過12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為當(dāng)今世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國家。

“鬼鳥”隱身戰(zhàn)機(jī)采用了3D打印技術(shù)，可躲開雷達(dá)，行動神秘似幽靈

中國最強(qiáng)隱身戰(zhàn)機(jī)當(dāng)屬殲-25，這個號稱“鬼鳥”的隱身戰(zhàn)機(jī)采用了3D打印技術(shù)，可躲開世界主要國家裝備的雷達(dá)，行動神秘似幽靈，故有“鬼鳥”之稱。BWCHINESE中文網(wǎng)曾經(jīng)報道聲稱，殲-25之所以具有卓越的隱身性能，秘訣之一就是它是完全采用3D打印技術(shù)的機(jī)型。中國科研人員在殲-25的研制上，通過刻苦鉆研，克服重重障礙，橫空出世的殲-25代表著3D打印技術(shù)在戰(zhàn)斗機(jī)制造方面的最高水平。

殲-25就是中國3D打印技術(shù)運用到戰(zhàn)機(jī)制造上最為成功的典范

據(jù)推測，在不久的將來，一大批經(jīng)3D打印的技術(shù)裝備將在國防事業(yè)上發(fā)揮重要作用。殲-25就是中國3D打印技術(shù)運用到戰(zhàn)機(jī)制造上最為成功的典范。3D打印技術(shù)使得殲-25戰(zhàn)機(jī)極大的減輕機(jī)身重要，飛行速度得到極大提升，在空中也變得愈發(fā)輕易與自在。

3D打印技術(shù)使得殲-25戰(zhàn)機(jī)極大的減輕機(jī)身重要，飛行速度得到極大提升

從外媒披露的信息來看，最新的殲-25由成都飛機(jī)工業(yè)公司生產(chǎn)，具備超音速巡航能力，最大起飛重量超過20噸。從起飛重量來看，殲-25可以稱之為一架中型的戰(zhàn)機(jī)。殲-25主要用于制空，是一款多用途、全天候的空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī)，其隱身性能可以來無影，去無蹤，目前世界主要國家裝備的雷達(dá)很難發(fā)現(xiàn)。因此，隱身成為其獨特的殺手锏。

三、中國航空業(yè)在3D打印技術(shù)上已經(jīng)走在了世界前列

用3D打印技術(shù)制造戰(zhàn)機(jī)，中國并不是第一家。1984年，美國開發(fā)出從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)打印出3D物體的技術(shù)，并在2年后開發(fā)出第一臺商業(yè)3D打印機(jī)。之所以叫“打印機(jī)”，是因為它借鑒了打印機(jī)的噴墨技術(shù)，只不過，普通的打印機(jī)是在紙上噴一層墨粉，形成二維(2D)文字或圖形，而3D打印則能“打”出三維的立體實物來。

美國在上世紀(jì)80年代已經(jīng)用3D打印技術(shù)制造戰(zhàn)

以一個手電筒為例，3D打印機(jī)能通過電腦將手電筒進(jìn)行立體掃描，創(chuàng)建三維設(shè)計圖，之后對這個立體原型進(jìn)行“切片”，分成一層一層的，之后，打印機(jī)就將原材料按照設(shè)計圖一層一層地“噴”上去，直到最終造出一個手電筒來，只不過3D打印機(jī)噴出的不是墨粉，而是融化的樹脂、金屬或者陶瓷等材料。

圖為美國Aeromet公司生產(chǎn)的F/A-18E戰(zhàn)斗機(jī)的激光增材超大尺寸整體框，因強(qiáng)度問題在試驗中測試失

不過，由于在制造過程中鈦合金變形、斷裂的技術(shù)難題無法解決，美國始終無法生產(chǎn)高強(qiáng)度、大尺寸的激光成形鈦合金構(gòu)件。2005年，美國從事鈦合金激光成型制造業(yè)務(wù)的商業(yè)公司Aeromet由于始終無法生產(chǎn)出性能滿足主承力要求的大尺寸復(fù)雜鈦合金構(gòu)件，沒能實現(xiàn)有價值的市場應(yīng)用而倒閉。美國的其他國家實驗室也無法攻克這一難題，只能進(jìn)行小尺寸鈦合金部件的打印或進(jìn)行鈦合金零件表面修復(fù)。

中國成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國家

我國于1999年才開始金屬零件的激光快速成形技術(shù)研究，晚于美國十幾年，但是發(fā)展速度很快，近年來在飛機(jī)鈦合金大型整體結(jié)構(gòu)件的激光快速成形方面取得了重要突破，目前，中國已具備了使用激光成形超過12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國家。

中國航空業(yè)在3D打印技術(shù)上已經(jīng)走在了前列，多個型號飛機(jī)使用了3D打印部件，部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。資料顯示，從2001年起，我國開始重點發(fā)展以鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)為主的激光3D打印技術(shù)。

圖為F-35的鈦合金整體框，目前美國仍然只能使用水壓機(jī)來進(jìn)行這種構(gòu)件的生產(chǎn)

在3D打印領(lǐng)域，中國是個后來居上者，但近年來發(fā)展極為迅速，大有后來居上之勢。據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，中船重工第705研究所歷經(jīng)一年時間的研制，該所在3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，借助直接金屬激光燒結(jié)快速成型技術(shù)實現(xiàn)了3D打印，成為繼美國、德國的3D打印巨頭之后，世界上第四家掌握該技術(shù)的企業(yè)。

值得一提的是，2015年7月16日北京航空航天大學(xué)在國防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展成果展上，亮相的一具使用大型金屬構(gòu)件激光增材制造技術(shù)所生產(chǎn)的大型部件，這具大型部件是航空飛行器所使用的機(jī)體部件之一。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(jī)機(jī)身整體加強(qiáng)框，無模、整體、快速研制。

2015年7月16日上午 北航展示國產(chǎn)新戰(zhàn)機(jī)3D打印大型金屬部件

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(jī)機(jī)身整體加強(qiáng)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。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(qiáng)度、壽命等各項指標(biāo)上，與傳統(tǒng)工藝技術(shù)部件相比更加優(yōu)秀。

3D打印技術(shù)可助中國加快新一代飛機(jī)的研發(fā)，3D打印技術(shù)可節(jié)省時間和材料，研究人員能短期內(nèi)輕易打印出組裝樣機(jī)所需的各種高端、精密的零部件。沒有制模和其他復(fù)雜的傳統(tǒng)工序，造樣機(jī)的成本要低很多，科學(xué)家可以不斷制造更多復(fù)制品用于試驗。

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