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3D打印技术_360百科

时间:2017-06-02

3D打印(英语:3D printing),属于快速成形技术的一种,它是一种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,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术(即“积层造形法”)。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件,意味着“3D打印”这项技术的普及。
 

基本介绍

3D打印技术(英语:3D printing),即快速成形技术的一种,它是一种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。过去其常在模具制造工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“3D打印技术”意味着这项技术的普及。

3D打印技术通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长,其价格也正逐年下降。

该技术珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽车,航空航天牙科医疗产业,教育,地理信息系统,土木工程,枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印技术出现在上世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这一技术如今在多个领域得到应用,人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

折叠历史发展

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术

3D打印汽车Urbee3D打印汽车Urbee1986年,Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机

1993年,麻省理工学院获3D印刷技术专利。

1995年,美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机

2005年,市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

2010年11月,世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

2011年6月6日,发布了全球第一款3D打印的比基尼。

2011年7月,英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

3D打印图片3D打印图片2011年8月,南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。

2013年10月,全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品

2013年11月,美国德克萨斯州的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。

折叠一般原理


折叠三维设计

3三维模型的分区三维模型的分区D打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来大致模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描来产生三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

折叠打印过程

打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机如Objet Connex系列还有3D Systems' ProJet系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。 用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用3D打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而3D打印技术则可以以更快,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的3D打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。

折叠完成

目前3D打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够(在弯曲的表面可能会比较粗糙,像图像上的锯齿一样),要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法:先用当前的3D打印机打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过程中还会用到支撑物,比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的东西(如可溶的东西)作为支撑物。

折叠优点介绍

三维打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作,桌面打印机可以打印出小物品,而且,人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里;而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品,则需要更大的打印机和更大的放置空间。

3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。

与传统技术相比,三维打印技术还拥有如下优势:通过摒弃生产线而降低了成本;大幅减少了材料浪费;而且,它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器;另外,在具有良好设计概念和设计过程的情况下,三维打印技术还可以简化生产制造过程,快速有效又廉价地生产出单个物品。

三维打印技术还有其他重要的优点。大多数金属和塑料零件为了生产而设计,这就意味着它们会非常笨重,并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。三维打印技术不是这样的。在三维打印技术中,原材料只为生产所需要的产品”,借用三维打印技术,他的团队生产出的零件更加精细轻盈。当材料没有了生产限制后,就能以最优化的方式来实现其功能,因此,与机器制造出的零件相比,打印出来的产品的重量要轻60%,并且同样坚固。


折叠应用发展

 


人们已经使用该技术打印出了灯罩、身体器官、珠宝、根据球员脚型定制的足球靴、赛车零件、固态电池以及为个人定制的手机、小提琴等,有些人甚至使用该技术制造出了机械设备。比如
,美国麻省理工学院(MIT)的博士生彼得·施密特就打印出了一个类似于祖父辈使用的钟表的物品。在进行了几次尝试之后,他最终用打印机打印出了塑料钟表,将其挂在墙上,结果,钟开始滴答滴答地走动。

三维打印机的应用领域也在随着技术进步而不断扩展。美国科学家已经研发出了能打印皮肤、软骨、骨头和身体其他器官的三维“生物打印机”。人们还使用三维打印机来制造雕塑并修复雕塑,制造由塑料和聚合物制成的三维物体并打印出了食品。

三维打印技术排除了使用工具加工、机械加工和手工加工,而且改动技术细节的效率极高。在英国,相同的技术被戈登·默里设计公司用来帮助制造前卫的T.25型城市“生态汽车”,这款汽车已于2010年7月面世。

隶属于欧洲宇航防务集团(EADS)的一个科研小组正致力于利用此技术打印出飞机的整个机翼。截止2011年3月研究者已使用该技术制造出了飞机起落架的支架和其他飞机零件,其打印出的支架同一只鞋子的大小一样。  

折叠国内发展

在2013年两会上,全国政协委员、中航工业副总工程师、中国航母舰载机歼-15总设计师孙聪透露,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。

3D打印技术3D打印技术

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。《京华时报》引述孙聪的话说,钛合金和M100钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。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。“2002年,3D打印技术刚萌芽时,我们就进行相关技术研发,通过与北航的合作,目前已具备一定产业能力。”

同时担任“鹘鹰”飞机(歼-31)总设计师的孙聪透露另一个好消息,希望“鹘鹰”飞机未来和歼-20进行高低任务搭配,保持持续打击能力,同时也希望“鹘鹰”的改进版能成为中国下一代舰载机。相信在3D打印技术的支持下,这一天也会很快到来。

用3D打印技术制造战机,中国并不是第一家。1984年,美国开发出从数字数据打印出3D物体的技术,并在2年后开发出第一台商业3D打印机。之所以叫“打印机”,是因为它借鉴了打印机的喷墨技术,只不过,普通的打印机是在纸上喷一层墨粉,形成二维(2D)文字或图形,而3D打印则能“打”出三维的立体实物来。以一个手电筒为例,3D打印机能通过电脑将手电筒进行立体扫描,创建三维设计图,之后对这个立体原型进行“切片”,分成一层一层的,之后,打印机就将原材料按照设计图一层一层地“喷”上去,直到最终造出一个手电筒来,只不过3D打印机喷出的不是墨粉,而是融化的树脂、金属或者陶瓷等材料。

美国空军一下子就被这种新技术吸引,他们认为,如果将这种技术用在武器制造上,产生的威力将是惊人的。在航空工业上广泛被使用的一种金属是钛,它的密度只有钢铁的一半,强度却远胜于绝大多数合金,如果通过激光将钛熔化并一层层喷出飞机来,无疑将大大提高美国战机的制造速度。为此,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。(右图为美国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)

3D打印技术3D打印技术不过,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。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,没能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,只能进行小尺寸钛合金部件的打印或进行钛合金零件表面修复。

我国于1999年开始金属零件的激光快速成形技术研究,在国家“863”、“973”计划、国家自然科学基金重点项目等的大力支持下,集中开展了镍基高温合金及多种钛合金的成形研究,形成了多套具有工业化示范水平的激光快速成形系统和装备;掌握了金属零件激光快速成形的关键工艺及组织性能控制方法,所成形的TC4、TA15、TA12等钛合金及Inconel718合金的力学性能均达到或超过锻件的水平,为该技术在上述材料零件的直接制造方面奠定了基础;我国在飞机钛合金大型整体结构件的激光快速成形方面取得了重要突破,有效解决了激光快速成形钛合金大型整体结构件的变形开裂及内部质量控制两大技术难题,通过对钛合金零件凝固组织的有效控制,所成形的飞机钛合金结构件的综合力学性能达到或超过钛合金模锻件,已通过装机评审并得到应用。

中国的钛合金激光成形技术起步较晚,直到1995年美国解密其研发计划3年后才开始投入研究。早期基本属于跟随美国的学习阶段,不过却后来居上,其中,中航激光技术团队取得的成就最为显著。“观察者网”文章表示,早在2000年前后,中航激光技术团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发,解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4米量级、性能满足主承力结构要求的产品。(下图为F-35的钛合金整体框)

如今,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,成为当今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。在解决了材料变形和缺陷控制的难题后,中国生产的钛合金结构部件迅速成为中国航空力量的一项独特优势,中国先进战机上的钛合金构件所占比例已超过20%。

对于刚接触3d打印的朋友提供点帮助!

3D打印或将整合物流供应链

3D打印技术虽然在部份国家或地区非常火爆,但是它距离大规模步入桌面端还有很大距离,主要原因还是价格因素的影响,制约着它的普及进程。

3D打印的魅力是非常大的,它吸引着我们把目光及注意力不断投入它的身上。但是与它给我们的吸引力相反的是,3D打印机距离普及还有非常长的路要走。制约3D打印普及的原因很简单,主要是价格太贵,不适合桌面端推广,即使它非常热门。

业内人士表示,小型桌面3D打印机已经变得很便宜了,售价大概为1.8万元。不过便宜也是相对而言,对桌面设备来说,1.8万对于普通大众阶层还是过于偏高,并且的它的成品率也并不能保证是百分之百的成功,有一定良品率限制,打印材料不光种类少,价格也相对较贵。此外,3D打印机打印速度是还是相对比较慢,和成熟的工业流水线生产相比,不具优势。

同时,专家认为,3D打印创造了很多新的机会。小批量制造和个性化产品制造已经成为生意。而且,互联网与3D打印跨界组合将产生更多创新和创业机会。展望未来,3D打印将让制造业供应链链条缩短,使得设计、打印、物流更好的整合。

折叠应用领域

折叠海军舰艇

2015年4月15日,在马里兰州举行的美国海军联盟之海洋-天空-太空(Navy League’s Sea-Air-Space)展览暨会议上。美国海军官员谈到了3D打印在海军的应用潜力,并谈到了正在由美国海军航空系统司令部(NAVAIR)开发的飞行关键部件。

2015年9月8日消息,据国外媒体报道,根据英国政府前国防研究实验室的报告,英国皇家海军将在15年内推出表面无人小型3D打印战舰。该战舰长15米,由金属和塑料粉末构成。该战舰还可在使用过程中在海上实时进行3D打印。[6]

折叠医学领域

2015年9月11日,3D打印技术在医学界再次获得重大突破,西班牙成功施行首例3D打印钛合金胸肋骨植入手术。目前患者已出院并恢复得很好。[7]

折叠​3D打印头盖骨

2014年8月28日,西安市周至县的胡伟(化名)在盖房时不幸被电弧击中头部,由3层楼房高空处坠落,被送到医院紧急手术后虽然保住了性命,但还是导致半个“脑 盖”缺失,严重毁容。第四军医大学西京医院应用3D打印技术辅助,成功为他实施手术,使其成功恢复外观。[8]

折叠技术突破

3D打印离我们还远吗?近年来,随着产业升温,3D打印在全球掀起一股新浪潮。而与此同时,3D打印技术在各领域也实现了新突破:[5]

1、美国食品和药物管理局首次批准3D打印药物

2、澳洲科学家3D打印脑组织研究获重大突破

3、英国科学家研发3D打印高效石墨烯电池

4、澳大利亚推出3D打印的太阳能电池

5、中国金属直接烧结成型3D打印技术获突破

折叠社会影响

有些业内人认为,三维打印技术对制造业的影响将可与喷墨打印机对文件打印的影响相媲美。15世纪出现的活字印刷术让手写体变成了印刷体。印刷机同那些可以进行大规模生产的机器一样,高效地打印出同一物品的副本,但是,其在打印个性化文件时的效率并不高。后来,喷墨打印机使打印变得更便捷、更廉价、更有个性。如今,尽管传统打印机仍然打印着大量的书籍和报纸等,但更多的打印任务是由喷墨打印机来承担的,它能按需打印出书籍、标签、照片等。

三维打印技术带来的变化或将改变制造业的经济面貌。许多人认为,这项技术将让商业完全去中心化,逆转伴随着工业化到来的城市化进程,人们将不再需要工厂,届时,每个村庄都将拥有一个由打印机组成的制造厂,制造所需的物品。但是,也有人认为,城市的经济和社会利益远远超出吸引工人到装配线上工作的能力。

有人坚持认为,三维打印技术减少了对工厂工人的需求,削减低成本、低工资国家的优势,因而会增加发达国家的生产能力。不过,也有人对此表示怀疑,他们称,亚洲制造商也有能力采用该技术,而且,即使三维打印技术确实会让生产重回发达国家,它也无法提供更多的工作机会,因为与标准的制造过程相比,它并非劳动密集型的技术。

而三维打印技术给物流公司带来的威胁是显而易见的,2010年在由中外运敦豪国际航空快递有限公司(DHL)组织的一次大会上,有人就提出了这种可能性:当公司能够在需求产品的地方打印出急需的零部件时,为什么还会从国外空运呢?

折叠产权保护

三维打印物品三维打印物品三维打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式,而且也在于它能改变知识产权的规则。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模,而取决于创意。然而,单靠创意也不够,模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品。因此,竞争优势可能将前所未有地变得比以前更短。

一旦物品能用数字文件来描述,它们就会变得很容易复制和传播,当然,盗版也会变得更加猖獗,就像音乐工业出现的情况一样。当一个新玩具的草图或一双鞋的设计方案在网上流传时,其知识产权的拥有者会失去更多,因此,人们在知识产权领域进行的斗争会更加激烈。并且,随着开源软件、新的非商业模式的出现,三维打印技术需要比目前更加严谨还是更加宽松的法规还有待验证。

折叠面临问题

现在三维打印技术的精度约为0.1毫米,而且打印机本身的售价偏高,不过,随着技术的进步和成本的降低,一台普通三维打印机的成本有望比1985年的激光打印机还要低。

但生物三维打印机也面临着诸多挑战,其中之一是其打印出的物体如何与身体其他器官尤其是大的组织更好地结合,因为任何打印出来的器官或身体组织都需要同身体的血管相连,而这可能非常难实现。一旦克服了这个技术障碍,在未来几十年内,生物打印技术将成为一项标准技术。

折叠引发争议

世界首个3D打印手枪试验成功

科迪·威尔森(Cody Wilson)2013年5月5日,25岁的德克萨斯大学法律系学生科迪·威尔森首次完全使用3D打印技术制造出一把手枪。随后3D打印手枪3D打印手枪他把手枪的设计图纸发布在自己的网站DEFCAD上。威尔森自称是一个无政府主义者,认为每个人都应该可以获得枪支。据Defense Distributed告诉《福布斯》的数据显示,自从上传3D打印手枪图纸以来两天,下载量就已超过10万次,显然3D手枪打印信息已经在网上广泛传播。最初大部分下载量发生在西班牙国家,接着是美国、巴西、德国和英国。

Defense Distributed分享的3D打印文件均通过新西兰互联网企业家KimDotcom提供的Mega网站上传,而用户信息比如网站登录信息和文件下载信息均已加密保护。此外3D枪支打印信息也曾上传至海盗湾(Private Bay)文件共享网站。3D枪支打印图以CAD文件的形式传播,需要专业软件来阅览,接着便需要3D打印机来一个一个打印零件。

美政府要求删除网站下载资源

此事引起了正在推动控枪法案的奥巴马政府注意。9日,美国国务院国防贸易法规监管办公室(the US Department of Defense Trade Controls)强令科迪·威尔森将其“3D打印枪支”的设计图从网上删除。对于威尔森以宪法第二修正案作为其正当性的做法,美国政府要求其撤下的理由则是此举违法了《国际武器贸易条例》。现在,DEFCAD网站已经关闭了相关图纸的下载。威尔森表示他不准备抵制政府的禁令,但强调这不完全是投降。威尔森反驳政府下达禁令的理由说,《国际武器贸易条例》并未限制公布可在图书馆查阅到的资料,他声称自己公布的资料可以在得克萨斯州奥斯汀市购买所得。

折叠中国情况

在2013年两会上,全国政协委员、中航工业副总工程师、中国航母舰载机歼-15总设计师孙聪透露,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。《京华时报》引述孙聪的话说,钛合金和M100钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。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。“2002年,3D打印技术刚萌芽时,我们就进行相关技术研发,通过与北航的合作,目前已具备一定产业能力。”

同时担任“鹘鹰”飞机(歼-31)总设计师的孙聪透露另一个好消息,希望“鹘鹰”飞机未来和歼-20进行高低任务搭配,保持持续打击能力,同时也希望“鹘鹰”的改进版能成为中国下一代舰载机。相信在3D打印技术的支持下,这一天也会很快到来。

用3D打印技术制造战机,中国并不是第一家。1984年,美国开发出从数字数据打印出3D物体的技术,并在2年后开发出第一台商业3D打印机。之所以叫“打印机”,是因为它借鉴了打印机的喷墨技术,只不过,普通的打印机是在纸上喷一层墨粉,形成二维(2D)文字或图形,而3D打印则能“打”出三维的立体实物来。 以一个手电筒为例,3D打印机能通过电脑将手电筒进行立体扫描,创建三维设计图,之后对这个立体原型进行“切片”,分成一层一层的,之后,打印机就将原材料按照设计图一层一层地“喷”上去,直到最终造出一个手电筒来,只不过3D打印机喷出的不是墨粉,而是融化的树脂、金属或者陶瓷等材料。

美国空军一下子就被这种新技术吸引,他们认为,如果将这种技术用在武器制造上,产生的威力将是惊人的。在航空工业上广泛被使用的一种金属是,它的密度只有钢铁的一半,强度却远胜于绝大多数合金,如果通过激光将钛熔化并一层层喷出飞机来,无疑将大大提高美国战机的制造速度。为此,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。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,没能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,只能进行小尺寸钛合金部件的打印或进行钛合金零件表面修复。

我国于1999年开始金属零件的激光快速成形技术研究,在国家“863”、“973”计划、国家自然科学基金重点项目等的大力支持下,集中开展了镍基高温合金及多种钛合金的成形研究,形成了多套具有工业化示范水平的激光快速成形系统和装备;掌握了金属零件激光快速成形的关键工艺及组织性能控制方法,所成形的TC4、TA15、TA12等钛合金及Inconel 718合金的力学性能均达到或超过锻件的水平,为该技术在上述材料零件的直接制造方面奠定了基础;近年来,我国在飞机钛合金大型整体结构件的激光快速成形方面取得了重要突破,有效解决了激光快速成形钛合金大型整体结构件的变形开裂及内部质量控制两大技术难题,通过对钛合金零件凝固组织的有效控制,所成形的飞机钛合金结构件的综合力学性能达到或超过钛合金模锻件,已通过装机评审并得到应用。

中国的钛合金激光成形技术起步较晚,直到1995年美国解密其研发计划3年后才开始投入研究。早期基本属于跟随美国的学习阶段,不过却后来居上,其中,中航激光技术团队取得的成就最为显著。“观察者网”文章表示,早在2000年前后,中航激光技术团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发,解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4米量级、性能满足主承力结构要求的产品。

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。在解决了材料变形和缺陷控制的难题后,中国生产的钛合金结构部件迅速成为中国航空力量的一项独特优势,目前,中国先进战机上的钛合金构件所占比例已超过20%。

折叠阶段产品

2013年11月7日,美国得克萨斯州一家公司宣布用金属粉末制造并测试了世界上第一支3D打印金属枪。这款全球首支3D打印金属枪,由总部位于得州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造,依照的模板是美军曾经的经典装备布郎宁1911式手枪,由超过30个3D打印原件组装而成,包括不锈钢和一些特殊合金材料,实际装配时间只需5至7分钟。这支枪成功发射了50发子弹,射击距离超过27米,和常规武器一样精准。[1]


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