我國(guó)的鈦合金3D打印正在不斷地向尖端制造靠攏

3D打印作為一項(xiàng)前沿性的先進(jìn)制造技術(shù)，已經(jīng)成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力。 然而，多數(shù)的設(shè)備和工藝尚不成熟，還無法批量打出穩(wěn)定、耐用、高性能的工業(yè)品來，處在“模型制造”和實(shí)驗(yàn)階段。但是這種情況正在發(fā)生變化，我國(guó)的金屬3D打印正在不斷地向尖端制造靠攏。金屬材料的3D打印技術(shù)門檻高，難度大，附加值高，金屬3D打印的產(chǎn)值也占到了整個(gè)3D打印行業(yè)的80%以上。鈦合金在我們冶金行業(yè)，是一種非常難成形的一種材料牌號(hào)，它的冶金工藝非常的復(fù)雜，通過我們這次3D打印工藝，把這么難做的一個(gè)鈦合金，通過我們3D打印工藝，呈現(xiàn)出這樣一個(gè)輕量化的結(jié)構(gòu)來。在金屬3D打印方面，西方國(guó)家的技術(shù)也長(zhǎng)期領(lǐng)先于中國(guó)。而如今，鈦合金3D打印正在越來越多地出現(xiàn)在中國(guó)制造的高端裝備上，這讓世界領(lǐng)先的企業(yè)，也注意到了中國(guó)企業(yè)在這個(gè)方面取得的創(chuàng)新和成就。我國(guó)鈦金屬結(jié)構(gòu)件的能力已經(jīng)在國(guó)際領(lǐng)先。這種激光“打印”金屬粉末的工藝，使得金屬材料冷卻凝固速度極快，組織細(xì)小，力學(xué)性能優(yōu)異，也具備了像鍛件一樣的高強(qiáng)度。

目前，在我國(guó)很多飛機(jī)、船舶甚至航天器的重要零部件上，都可以見到鈦合金3D打印的身影。無論是飛機(jī)、船舶的發(fā)動(dòng)機(jī)、零部件，還是運(yùn)載火箭、空間航天飛行器、無人機(jī)等航空航天設(shè)備，鈦合金3D打印部件正在悄悄地取代著傳統(tǒng)制造的零件，并給航空航天等高端制造提供了更多的可能。航天器上很多大大小小的零件，都可以用這種結(jié)構(gòu)來替代原有的較為笨重的金屬。甚至一根頭發(fā)絲，就可以吊起來一個(gè)體積不小的衛(wèi)星上的小零件。

鈦的輕量化效果非常的好，整個(gè)零件它的減重達(dá)到了30%以上，它給咱們整個(gè)火箭發(fā)射這一塊，成本節(jié)約了幾百萬，甚至上千萬人民幣的一個(gè)效果。我們傳統(tǒng)制造業(yè)來說，制造一顆衛(wèi)星它可能需要幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間，通過我們3D打印工藝實(shí)現(xiàn)整個(gè)衛(wèi)星的機(jī)構(gòu)，可能只需要十幾天的時(shí)間，一顆小的衛(wèi)星可以打出來。這樣一個(gè)邊長(zhǎng)20厘米左右的立方體，如果用傳統(tǒng)的金屬鑄造工藝制造，重量至少要在5公斤以上，而這個(gè)零件的重量卻只有0.5公斤，只有以前的十分之一，大大減輕了重量，卻具備高強(qiáng)度。將近100公斤的人站在這個(gè)立方體上都沒有問題，它最大的承受力在300到400公斤，那可能是800倍到1000倍的載荷。直徑4米的航天器部件拆分成6個(gè)2米左右的大零件，3D打印并加工后，再進(jìn)行整體焊接。在過去，這樣巨大的金屬件從開模具到鍛造，再到機(jī)械加工，是個(gè)非常浩大的工程，通常需要一年時(shí)間才能完成，而用3D打印的方式，僅需要3-6個(gè)月。