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    3D打印技术打印各种医疗设备

    2015/9/23      点击:

    摘要: 近年来,中国以先进战机为代表的各种尖端武 器密集亮相,让世界看花了眼。近日,歼-15总设计师孙聪透露了中国军工迅速发展的秘密——领先世界的3D打印技术。
      歼-15战斗机,据称它可能已经使用了3D打印技术。 
      F-22战机的钛合金整体式承力框,它曾经是世界上最大的一体式钛合金构件。
      我国展出的军用战机3D打印钛合金零件。
      F-35的钛合金整体框,目前美国仍然只能使用水压机来进行这种构件的生产。
      近年来,中国以先进战机为代表的各种尖端武 器密集亮相,让世界看花了眼。近日,歼-15总设计师孙聪透露了中国军工迅速发展的秘密——领先世界的3D打印技术。目前,中国已具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造、应用的国家。
      3D打印已用于新机研制

      作为我国自行设计研制的首型舰载多用途战斗机,孙聪透露,歼-15项目率先采用了数字化协同设计理念:三维数字化设计改变了设计流程,提高了试制效率;五级成熟度管理模式,冲破设计和制造的组织壁垒,而这与3D打印技术关系紧密。他透露,钛合金和M100钢的3D打印技术已应用于新机试制过程,主要是主承力部分。

      在传统的战斗机制造流程当中,飞机的3D模型设计好后,需要进行长期的投入来制造水压成型设备,而使用3D打印这种增材制造技术后,零件的成型速度、应用速度得以大幅度提高。如果不是采用3D打印的增材制造技术,歼-15战斗机至今能否首飞都很难讲。

      “钛合金3D打印技术已用于新机研制”,这一条消息立刻成为媒体瞩目的焦点。有媒体报道称,于2012年10月至11月首飞成功的机型,广泛使用了3D打印技术制造钛合金主承力部分,包括整个前起落架。

     中国3D打印技术后来居上

      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。不过,由于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。

      中国的钛合金激光成形技术起步较晚,早期基本属于跟随美国的学习阶段,不过却后来居上。

      目前,中国已具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造、应用的国家。目前,中国先进战机上的钛合金构件所占比例已超过20%。

      2013年5月24日,在第十六届中国北京国际科技产业博览会上,中航重机(600765)控股子公司中航激光所属研发团队,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形技术。
            一些观察人士称,根据《航空制造技术》杂志所刊登的某型飞机后机身部件结构示意图显示,歼-31战机至少有4个激光成型“眼镜式”钛合金主承力构件加强框。
      ■据科技日报
      本土落点
      国内首台激光3D
      打印机长沙造
      2012年8月15日,湖南华曙高科技有限责任公司研制的国内首台激光3D打印机在长沙下线并出口美国。公司负责人介绍,只要通过电脑输入设计产品的3D数据,该装备就能运用激光添加层烧结技术“打印”出设计者想要得到的任何形状的复杂零部件。与模具制造等传统工艺相比,“激光3D打印机”制造的同类产品可减重65%、节材90%。
      链接
      材料和成本
      可节约90%
      3D打印技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通 过逐层打印的方式来构造物体的技术。
      以F-22战机为例,其主要承力部件是大型铸造钛合金框。但是零件制造浪费严重,原料的95%都会被作为废料切掉,而且锻造钛合金的尺寸受到严格的限制。
      激光钛合金成形技术则完全解决了这一系列难题,由于采用叠加技术,它节约了90%十分昂贵的原材料,加之不需要制造专用的模具,原本相当于材料成本 1-2倍的加工费用现在只需要原来的10%。加工1吨重量的钛合金复杂结构件,粗略估计,传统工艺的成本大约是2500万元,而激光3D焊接快速成型技术的成本仅130万元左右,其成本仅是传统工艺的5%。
      更重要的是,许多复杂结构的钛合金构建可以通过3D打印的方式一体成型,不仅节省了工时,还大大提高了材料强度。F-22的钛合金锻件如果使用中国的3D打印技术制造,在强度相当的情况下,重量最多可以减少40%。
      延伸
      无所不能的3D打印技术
      3D打印手枪
      今年5月,25岁的德克萨斯大学学生科迪.威尔森首次完全使用3D打印技术制造出一把手枪。他把手枪的设计图纸发布在自己的网站上,随后被美国政府强令删除。 
      3D打印气管救了孩子
      今年2月,美国俄亥俄州的海马.琼弗里多气管有先天性缺陷,出生6个星期后出现呼吸困难的情况,医生在他喉咙里植入一个3D打印的人工气管后,得以正常呼吸。
      3D打印食物
      据英国媒体近日报道,NASA已选中位于得克萨斯州的公司,向其投资12.5万美元,研发能为宇航员制造“营养可口”食品的3D打印机。
      3D打印足球鞋
      耐克公司今年初推出了一款3D打印的足球鞋。这双鞋整个鞋底都是采用3D打印技术制造,整双鞋只有150多克重。
      3D打印服饰
       2012年,美国的ContinuumFashion使用MakerBot公司的Replicator打印机创造了第一款3D打印版比基尼和眼镜,成为2012年时装周上的佳话。