數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化——中航商發(fā)雷力眀談3D打印材料未來(lái)趨勢(shì)

來(lái)源：TCT亞洲視角

近年來(lái)，隨著3D打印越來(lái)越向生產(chǎn)制造端靠攏，3D打印材料市場(chǎng)規(guī)模占整個(gè)3D打印市場(chǎng)規(guī)模的比重進(jìn)一步擴(kuò)大，從2012年的25%上升至2017年的27.6%，2018年增長(zhǎng)到了28.60%。

數(shù)據(jù)來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

就整個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)而言，航空航天占比最高為18.9%，主要以金屬粉末材料為主。

數(shù)據(jù)來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

對(duì)于未來(lái)材料市場(chǎng)的發(fā)展，中國(guó)航發(fā)商發(fā)制造副總工程師、工藝研究中心部長(zhǎng)雷力眀在2019年TCT亞洲峰會(huì)上談及3D打印材料如是說(shuō)：

*注 以下內(nèi)容摘自雷力明在2019年TCT亞洲峰會(huì)的演講內(nèi)容

粉末材料我們分了四個(gè)層級(jí)，第一層級(jí)是最為基礎(chǔ)的化學(xué)成份、顆粒度。

實(shí)際上第一個(gè)性能達(dá)標(biāo)不一定滿足第二個(gè)階段的性能要求，因?yàn)樵瓉?lái)買(mǎi)的設(shè)備都符合標(biāo)準(zhǔn)，固化工藝打印出來(lái)以后性能波動(dòng)非常大，所以第一個(gè)層級(jí)必須以滿足粉末的基本材料標(biāo)準(zhǔn)。

電鏡或者粒度儀來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)測(cè)定

第二層級(jí)用自己的工藝來(lái)測(cè)試性能，看能不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第三個(gè)層級(jí)，進(jìn)行質(zhì)量穩(wěn)定性控制，由于是使用增材制造技術(shù)而非使用CNC數(shù)控加工，每次生產(chǎn)環(huán)境的變化、使用設(shè)備、操作流程的變化都會(huì)對(duì)于其生產(chǎn)的一致性有非常大的影響。

而對(duì)于航空領(lǐng)域，特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)使用性能數(shù)據(jù)要在一個(gè)很小的范圍波動(dòng)。從三個(gè)層級(jí)考核粉末，很多粉末供應(yīng)商都被淘汰了�，F(xiàn)在有個(gè)別一兩家可能可以穩(wěn)定在第二到第三個(gè)層級(jí)之間。

使用3D打印制作的航空部件

組織這塊，對(duì)于直接打印的組織分析之外，對(duì)于通過(guò)不同后處理工藝對(duì)組織演化，組織和性能是相關(guān)的，對(duì)性能優(yōu)影響，我們也做了一些分析。

性能這塊我們做得比較多，分析不同的加工參數(shù)、后處理參數(shù)，根據(jù)強(qiáng)度、疲勞性能波動(dòng)，根據(jù)設(shè)計(jì)需求優(yōu)化出熱處理工藝。

使用熱等靜壓設(shè)備對(duì)于打印成品進(jìn)行熱處理以提高其物理性能

分析不同打印區(qū)域的差異，不同的溫度、打印參數(shù)，比如說(shuō)疲勞性能、高溫拉升，表格里面有我們按照航空標(biāo)準(zhǔn)的鍛件標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行要求，疲勞性能特別好，這是我們想不到的。

原來(lái)系統(tǒng)認(rèn)為可能疲勞性能不一定好，現(xiàn)在疲勞性能測(cè)出來(lái)還是很好的。高溫拉升達(dá)到鍛件標(biāo)準(zhǔn)的要求。不僅是在中國(guó)，國(guó)際上也缺少數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)要求缺乏穩(wěn)定性。

希望粉末供應(yīng)商、打印服務(wù)供應(yīng)商有數(shù)據(jù)我們可以進(jìn)行共享，你們做了鈦合金我們沒(méi)做，大家可以共享，一塊推動(dòng)設(shè)計(jì)應(yīng)用，設(shè)計(jì)沒(méi)有數(shù)據(jù)的時(shí)候是很發(fā)慌的，覺(jué)得這個(gè)東西不敢用。

——雷力明，中國(guó)航發(fā)上海商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限責(zé)任公司副總工程師