3D打印的F35战机已试飞技术稍逊中国
近日，由中国机械工业联合会主办、上海科学技术开发交流中心等承办的高端装备技术研讨会在沪举行，中国工程院院士、西安交大教授卢秉恒在会上介绍说，在美国，采用3D打印技术制造的F-35战斗机已进行了试飞，包括3D打印机在内的智能制造装备发展迅速，我国政府应高度重视，通过多种手段加速制造装备的智能化进行，为我国的军工及多个民用领域服务。
据卢秉恒院士介绍，美国是最早尝试将3D打印技术应用于航空航天等领域的国家。1985年，在五角大楼主导下，美国秘密开始了钛合金激光成形技术研究，1992年这项技术才公之于众。2002年，美国将激光成形钛合金零件装上了战机。
然而，因为在制造过程中钛合金变形、断裂的技术难题无法解决，美国始终无法生产高强度、大尺寸的激光成形钛合金构件。2005年，美国从事钛合金激光成型制造业务的商业公司Aeromet由于始终无法生产出性能满足主承力要求的大尺寸复杂钛合金构件，没有实现有价值的市场应用而倒闭。美国的其他国家实验室也无法攻克这一难题，目前只能进行小尺寸钛合金部件的打印和钛合金零件表面修复。
Sciaky公司的直接制造解决方案基于添加剂的制造原理，是PSU应用研究实验室（ARL）采用的关键技术之一，目的是生产高品质的金属零部件。Sciaky公司的DM解决方案是唯一的大规模完全可编程的解决方案，可制造近净形零件，材料包括钛、钽、铬镍铁合金及其他高价值金属。该解决方案结合了计算机辅助设计（CAD）、Sciaky最先进的电子束焊接技术和添加剂分层处理，所制造的零件尺寸可以达到5.8米×1.2米×1.2米。
Sciaky真正的领先之处在于超高打印速度，利用功率高达42千瓦的电子束枪，每小时可打印15-40磅的金属钛，而大多数竞争者仅能达到每小时5磅。就目前而言，电子束似乎是一种比激光更适合的金属3D打印能量源。
日前，美国空军和洛克希德-马丁公司已经宣布与Sciaky公司成为合作伙伴，并且计划使用该公司生产的3D打印机制作飞机部件装备正在生产的F-35战斗机。相较于传统制造方式，这一新技术制造的产品成本更低、寿命也更长。如果3000多架战机都使用这种技术制造部件，将可以节省数十亿美元的成本。
直到最近，采用3D打印技术制造的F-35战斗机已进行了试飞。据估计，该技术不仅大大提高了“难产”的F-35战机的部署速度，而且能节省数十亿美元成本。原本相当于材料成本1-2倍的加工费，现在只需原来的10%。
不过令人费解的是，另外一些F-35战机上的钛合金部件，例如F-35B战机可开闭的钛合金发动机舱门以及机身钛合金隔框，依然采用传统的锻造工艺进行制造。这种工艺成本大约是3D打印的20倍，耗费的材料则大约是3D打印的10倍。之所以没有全部使用新技术，除了对于新技术的谨慎，更可能的是美国目前的钛合金3D打印产品的强度不过关或者尺寸不足。此前美国钛合金3D打印技术就一直被这一问题所困扰。
F35战机发动机
而与美国相比，中国激光钛合金成形技术在航空领域已经得到了广泛的应用。
在中航成飞和沈飞的下一代战斗机的设计研发中，激光钛合金成形技术已经得到了广泛运用。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。
歼-20、歼-31原型机的快速制造，很大程度上得益于钛合金3D打印的低成本和便捷
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。
虽然我国在激光钛合金成形技术领域取得领先地位，并且在航空领域已经得到了广泛的应用，但是，我国在整套智能装备方面还是处于劣势。
卢院士指出，制造装备经历了三个阶段的发展：第一阶段是电气化，第二阶段是数控化，第三阶段及今后的发展方向是智能化。那么，智能机床与数控机床有什么区别呢？根据工程专家的构想，智能机床拥有许多传感器，具有全面采集信息，“感知”外界变化的本领。智能机床还拥有强大的软件系统，能根据加工状态的监测信息实时改进各项参数，达到制造的最优化。
在2012年芝加哥机床博览会上，日本马扎克、韩国三星两家企业展出了具有初步智能的机床。美国、欧洲的压力机、热处理装备也部分具有了智能功能。在这一背景下，我国的智能制造装备仍处于起步阶段，由于技术创新需要大量财力和人力，国内大多数企业不愿在这一前沿领域做很大投入，对智能制造装备中的核心技术知之甚少。
为此，卢秉恒院士指出，我国应把智能制造装备放在国家战略性需求的高度，否则在航空航天、军工等领域就会受制于人。“目前，发达国家的智能装备尚处于零星状态，我们有赶上的机会。”他建议，我国政府应加强顶层设计、系统规划，设立重大专项，并营造良好的产业发展环境。“在航空航天、军工、汽车等战略性产业中，政府应发挥牵引作用，让智能装备尽早投入工程应用，尽早占领高端市场，带动整个产业的发展。”
(责任编辑：admin)
3D打印黄金吊坠让人们铭记
令人惊艳的3D打印喷气飞行
全球PK 3D打印PPSU，SOLVA
看3D打印自动化单元如何在
大型高精度电子结构件产品
新型防伪技术：同一束光照
用于细胞3D打印的
