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3D打印改变工程机械未来的魔幻技术

作者:本站    发布于:2014-03-18 13:08:26    浏览次数:【2423次】

核心提示:3D打印改变工程机械未来的魔幻技术

3D打印改变工程机械未来的魔幻技术

    我国工程机械行业经历过2011年的大起大落后,企业越来越重视企业的管理、技术的研发等“内家功”的修炼,努力摆脱核心技术的受制于人,大而不强的行业现状。归根结底,行业发展就是技术的发展。数字技术的新宠“3D打印”的出现,会给未来的工程机械制造带来怎样的魔幻未来呢?

  究竟什么是3D打印?

  3D打印是快速成型技术的一种,它以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体,形成“数字化制造”。

  3D打印技术,是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同,3D打印将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力,直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

  我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

  最早的3D打印技术出现于上个世纪80年代的美国,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,除了较为普遍的工业生产、食品加工、军事、汽车、建筑等行业外,如今还涉及了更高精尖的技术。如航空航天、生物工程、纳米技术、克隆技术等行业,甚至可以用实验室培养进去的细胞介质打印出一个人体器官,或用糖物质混合物打印出一个血管组织。

  3D打印改变制造业未来的魔幻技术

  在航空领域,3D打印技术已经得到了广泛的应用。一个机械零件,甚至是一架飞机,都可以“打印”出来。

  2013年5月24日,在第十六届中国北京国际科技产业博览会上,中航重机控股子公司中航激光所属研发团队,展示了获得2012年度“国家技术发明奖一等奖”的飞机钛合金大型整体关键构件激光成形技术。这一技术是“3D打印技术”的高端发展形势,是一项“变革性”的短周期、低成本、数字化先进制造技术。

  通过这一技术,正在研制的两型第五代战斗机歼-20和歼-31采用钛合金的主体结构,成功降低了飞机的结构重量,提高了战机的推重比;依托激光钛合金成形造价低、速度快的特点,沈飞在一年之内连续组装出歼-15、歼-16、歼-31等多型战斗机并且进行试飞。民用航空制造业也开始应用这一技术。目前,在西北工业大学凝固技术国家重点实验室下设的激光制造工程中心,通过激光立体成型技术为将于2014年投产,并在2016年投入运营的国产客机C919制造了钛合金翼梁,长度超过5米。



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