航空制造可应用3D打印技术

国开联 2015.03.04

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马航失联客机事件继续发酵，这一事件再次凸显了国产航空发动机和北斗导航系统的重要性。中国军工产业将在产业组织形式、产业结构、产业发展模式和产业政策上进行重大变革，成为引领中国经济转型升级、拉动社会总需求的新经济增长点。当前，融入世界航空产业链已成为中国新兴民营企业的目标，特别是在航空新材料、航空制造3D 打印技术等领域出现一批优质公司。

近两年来，随着美国振兴制造业计划及美军技术发展战略地平线的提出，增材制造技术（3D打印）概念被瞬间引爆，各个国家与领域纷纷大力投入人力物力。同时随着国内外航空领域增材制造成功案例的不断涌现，该技术已经展现出广泛的应用前景。

近日，中航工业自控所首个3D打印导航产品零件生产成功。这一成功，使零件加工周期成倍缩短，总体工作量仅为传统方式的五分之一，为3D打印在航空产品中的应用探索出一条新路。

自控所持续跟踪3D打印技术的发展，继2013年在某复杂传感器外壳的再制造实验研究中获得了成功后，再接再厉于2014年开始了某型惯导台体3D打印的生产加工。接到任务后，自控所成立了专项攻关团队，采取并行作业的方式，一方面积极联系某公司，对产品形状、材料、热处理状态、加工精度等进行分析和沟通；另一方面，对工艺、工装、刀具提前并行准备。他们通过内联外合的工作方式，集智攻关，聚力克难，最终首个3D打印导航产品零件于近日生产成功，后续经过28小时数铣，整个零件加工完成，加工周期成倍缩短，总体工作量仅为传统方式的五分之一。该项目的顺利完成，为3D打印在航空产品中的应用探索出一条新路，同时也为今后零件的快速试制提供了新的生产模式。

3D打印技术在航空制造领域有很多优势，是用来制造目前已经停产，但仍有市场需求的飞机零部件的最具成本效益的理想技术。采用3D打印技术进行飞机零部件制造，将大大降低制造及维修、运营成本，并更好保护环境。

目前，世界强国都希望用3D打印技术来制造直升机的起落架。他们针对电动车的开发，带来新的电池技术，可减少电池尺寸，延长电池寿命；他们研发分散式供暖技术，预计三年后实验成。如今，3D打印技术越来越牛，已经可以打印出直升机上用的钛合金零部件。

近日，在中国北京国际科技产业博览会上，中航工业与北京航空航天大学联合展示了获得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型技术，以及通过其生产出的一个5平方米钛合金加强框。

质量轻、强度高、耐高温的钛合金，是军用飞机的关键材料。然而，钛合金昂贵的价格与特殊的材料属性，导致使用传统锻造技术造出的零件，最大尺寸也不超过4.5平方米。过3D打印，不仅省时省钱，更重要的是，结构复杂、特殊的钛合金构件可以一体成型，而无需一个个锻造出来再焊接在一起，大大提高了机身强度。

据外媒报道，3D打印技术正在被大面积用于中国正在研发中的首款航母舰载机歼-15、多用途战机歼-16、第五代重型战斗机歼-20、第五代中型战斗机歼-31，以及商飞的民用大飞机C919上。

据央视新闻频道报道，歼-15总设计师孙聪在两会期间透露，钛合金和M100钢的3D打印技术，已被广泛用于歼-15的主承力部分，包括整个前起落架。

此外，空中客车公司与西北工业大学也于3月14日签署合作协议，共同开发3D打印技术在航空领域的应用。该项目重点研究激光3D打印技术在飞机部件制造中一次打印成形、减少加工余量以及材料在成形过程中变形等难题。

来源：国开联产业研究院实习编辑：王楠

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