3D打印3.07米高C919中央翼缘条 金属3D打印仅5天(2)
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  航空发动机关键零部件,传统技术生产难度极高。黄卫东团队的金属3D打印技术,做到了简单化生产,只需电脑设计好打印程序,按切面一层层打印即可。

  黄卫东告诉中国青年报·中青在线记者,金属3D打印技术的优势,一是几乎能制造出任何复杂结构的零件,非传统技术可比;同时,其轻量化、拓扑优化的特点,又能为材料实现可观的减重,这在对重量“斤斤计较”的航空航天领域尤其重要。

  另外,航空航天零件结构复杂、成本高昂,一旦出现瑕疵或缺损,只能整体更换,可能造成不可估量的损失。但通过金属3D打印技术,就可用同一材料将缺损部位修补成完整形状,修复后的性能不受影响,大大节约了时间和金钱。

  与此同时,他们还开发出激光金属3D打印商用设备,这使铂利特公司不仅成为目前国内最大的金属3D打印零件加工商,也成了技术最领先的金属3D打印高端设备制造商。

  “我们只和全世界最优秀的团队合作”。2014年3月,欧洲空中客车公司与西工大和铂力特签署合作协议,共同开发激光立体成形技术(激光3D打印技术的一种)在航空领域的应用。

  空客主动找上门来要求合作,一是看中公司有“最优秀”的科研团队,二是看中公司有“最优秀”的运营团队。

  铂力特公司技术来源于西工大,依托西工大凝固技术国家重点实验室和激光制造工程中心,科研实力雄厚;拥有一支高精尖科研精英团队,研发人员占全员的40%,超过30%的员工拥有硕士以上学历。

  铂力特公司的运行机制独树一帜。虽然西工大和黄卫东拥有的共同技术股份占51%,黄卫东出任公司董事长,但公司实际控制人是懂企业会经营的折生阳。折拥有公司重大事项一票否决权,把握着公司的运营方向。

  “让教授干教授的事情,让企业家干企业家的事情”——既当过科研人员、又当过科技管理干部、已下海营商20多年的折生阳这样说。在公司发生重大争议时,折生阳的“最后一票”尤显重要。

  当年,在生产出激光金属3D打印设备后,多数人都认为不应该将自家的这一“聚宝盆”推向市场让与他人。折生阳从企业长远发展角度认为应该卖,先共同把市场做大,企业也能多条腿走路。激烈争吵之后,折运用自己的一票否决权,大胆推动公司将设备推向市场,这也才有了这些设备在众多单位和企业的热销,并成功出口欧洲,享誉法德。

  2018年,铂力特通过了空客公司IPCA认证,启动了空客A330增材制造项目,成为空客亚洲区唯一的金属增材制造合格供应商。同年8月,空客又与西工大和铂力特分别签署联合科研合作协议,三方进入联合研发时代。

  让设计更自由,让制造更简单

  2014年,歼20总师杨伟来西工大专程考察金属3D打印技术。在那根3.07米高的C919中央翼缘条旁,一同展出的还有专为歼20试制的部分金属3D打印零部件。杨伟看了又看,摸了又摸,感慨万千。

  杨伟之所以震撼于金属3D打印技术,是因为设计历来都要受限于生产技术和生产工艺。拿飞机设计来说,即使有再好的空气动力学设计、再好的综合性能设计,如果没有一家公司能生产出来,没有一个工厂能加工出适配的零部件,再好的设计都是白搭——金属3D打印技术已经解决和正在解决这一难题。

  人类制造,从原始人打制石器最早开端。这也正是持续百万年一直到今天的“减材制造”,即不断把多余的部分去掉。机械制造时代的切、割、钻、铣等工艺,包括精密的数控机床冷加工都是“减材制造”。有了火之后热加工的锻、打、锤、敲等制造属于“等材制造”,最典型最简单的就是铁匠打铁。

  无论是减材制造还是等材制造都有局限性:一是无法整体加工复杂零部件,都是先生产出一个个不同结构的零件,然后再或铆或焊、或连或接,耗时耗工;二是根本无法加工超异形超复杂超薄壁结构体;三是难以为零部件减重。

  而这些,金属3D打印技术都可以克服。“可能有一天,我们甚至会整体打印出一套完整的航空发动机。”团队成员、公司总工程师赵晓明激情澎湃。

  相比减材制造和等材制造,增材制造无疑是一场巨大的革命。

  黄卫东说,在C919的设计验证阶段,中央翼缘条的成功试制贡献巨大,传统工艺6个月才能完成的制造工作,用金属3D打印技术耗时仅仅5天,并且一次成形,一次成功,金属原料钛合金涂层粉末,更是几乎没有半点浪费。

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