中國3D打印制造技術(shù)已經(jīng)走在世界前端

　　近年來，中國以先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)為代表的各種尖端武器密集亮相，讓世界看花了眼。為此有人傳言稱，中國航空工業(yè)迅速發(fā)展的“秘密武器”就是得益于領(lǐng)先世界的3D打印技術(shù)。而中國也是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。

　　那么果真是“橫空出世”的3D打印技術(shù)成就了中國戰(zhàn)機(jī)的高速發(fā)展嗎?為此記者獨(dú)家專訪了中航工業(yè)沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所副總設(shè)計(jì)師、飛機(jī)結(jié)構(gòu)3D打印應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)軍人物王向明。

　　3D打印，這項(xiàng)被英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》認(rèn)為“將推動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命”的技術(shù)，早已引發(fā)美國、歐洲諸國的激烈鏖戰(zhàn)，“戰(zhàn)火”從太空一直蔓延到器官移植，從建筑“燒”到每個(gè)人的日常用品，如果不是王向明親口證實(shí)3D打印在我國航空領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)在很難相信它的真實(shí)性，更不會(huì)想到這項(xiàng)技術(shù)我們已經(jīng)實(shí)實(shí)在在的走在了世界的前端。

　　隨著航空工業(yè)的發(fā)展，有著質(zhì)輕，強(qiáng)度高，耐高溫等特點(diǎn)的鈦合金材料開始大量被使用，不過，鈦合金昂貴的價(jià)格和特殊的材料屬性也帶來不小的麻煩，而3D打印技術(shù)很好解決這些問題。

　　王向明：飛機(jī)鈦合金用量很大，鈦合金很昂貴，是40-50萬一噸，用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)零件的話，最后零件材料的利用率都不到5%，另外這個(gè)材料很粘，加工的時(shí)間又長又費(fèi)錢。基于這兩條，一個(gè)零件的加工成本非常高，一公斤的制件可能都要幾萬元，所以從這個(gè)角度說，3D技術(shù)周期短、可以省很多錢。

　　不僅如此，采用3D技術(shù)制造戰(zhàn)斗機(jī)零部件，將給戰(zhàn)斗機(jī)性能帶來巨大的幫助。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，所以美國至今還沒有生產(chǎn)出高強(qiáng)度、大尺寸的激光成形鈦合金構(gòu)件。

　　相比之下，中國激光鈦合金成形技術(shù)在航空領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。今年5月24日，在第十六屆中國北京國際科技產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上，中航工業(yè)與北京航空航天大學(xué)聯(lián)合展示了獲得2012年度“國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”的飛機(jī)鈦合金大型整體關(guān)鍵構(gòu)件激光成形技術(shù)，一個(gè)5平方米鈦合金加強(qiáng)框，就是通過3D打印技術(shù)成功制造。

　　這個(gè)家伙，不僅是國內(nèi)最大，還一舉成為世界最大的3D技術(shù)制造的飛機(jī)鈦合金零件。然而王向明在采訪中表示：這還不夠大!目前，中國已具備了使用3D打印技術(shù)制造更加復(fù)雜，尺寸更大的鈦合金零件甚至部件技術(shù)和能力，成為目前世界上唯一掌握這一技術(shù)國家。

　　王向明：2005年之前我們一直跟美國人在學(xué)，05年之后我們一直在對大型、復(fù)雜鈦合金結(jié)構(gòu)開展激光技術(shù)研究，在08-09年我們?nèi)〉昧送黄菩赃M(jìn)展，并在我們國家一個(gè)重點(diǎn)型號(hào)上裝機(jī)應(yīng)用，目前為止。已經(jīng)進(jìn)行了批量供貨，這不僅是批量供貨問題，它的裝機(jī)就標(biāo)志著我們中國突破了鈦合金大型復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)、制造和工程化的瓶頸，這就說明我們中國一下子跑到世界前面去了。

　　在美軍控制的一個(gè)軍事基地附近，一架由3D打印機(jī)打印出來的無人機(jī)被叛軍擊落。幾個(gè)小時(shí)后，一個(gè)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)趕在大量代替物生產(chǎn)出來之前搭乘直升機(jī)前往該基地。在幾英里外的海岸線上，一個(gè)由軍艦改造而成的海上海軍工廠收到了各種3D打印原材料，并使用船上的打印機(jī)制造了從武器裝備到食品到人體器官等的各種軍需品。

　　這就是軍事專家幻想中，3D技術(shù)為未來戰(zhàn)爭帶來的巨大變化。不過，在王向明看來，盡管3D給制造業(yè)帶來一些變革，但是要做到“無所不能”，現(xiàn)在還尚未達(dá)到這個(gè)程度：

　　王向明：之前有報(bào)道說美國人打了一支槍，這個(gè)不新鮮，這個(gè)20年前就能打，我辦公桌上的樹脂的飛機(jī)就是打印的，而且現(xiàn)在很多東西已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了。有些人認(rèn)為這就是第三次工業(yè)革命的到來，我認(rèn)為現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到這個(gè)程度。這個(gè)東西只能說它是一個(gè)先進(jìn)的或者是變革的制造技術(shù)，它具備傳統(tǒng)工藝不具備的優(yōu)點(diǎn)，它適合材料成本比較高，制造比較復(fù)雜，傳統(tǒng)工藝造不出來的一些零件，到目前為止只能停留在這個(gè)認(rèn)識(shí)上。

　　王向明表示，隨著3D技術(shù)的發(fā)展，未來的中國新型飛機(jī)，將不僅僅是打印零部件，整架飛機(jī)也有可能直接打印出來。總有一天，3D打印的中國飛機(jī)將翱翔在祖國的藍(lán)天上：

　　王向明：現(xiàn)在只能做很小一個(gè)功能件，如果有一天把零件做大、做強(qiáng)，把功能也做到一起，那這個(gè)時(shí)候就了不得了，我目前就在做這個(gè)事情，這個(gè)月的月底，我們就能做出來一個(gè)飛機(jī)十八分之一的大部段的一個(gè)籠子，將來某一天我真有可能做出一個(gè)飛機(jī)的大部段出來，也就是幾年之后，或者十幾年之后，我們離打印飛機(jī)就不遠(yuǎn)了，這就開始革命了。