3D打印零部件助中國(guó)戰(zhàn)機(jī)楊威大閱兵

1945年9月3日，日本正式向中國(guó)遞交了投降書(shū)。經(jīng)過(guò)8年浴血奮戰(zhàn)，中國(guó)以3500軍民喋血山河的巨大歷史代價(jià)換來(lái)如今的和平，70年已過(guò)，如今的中國(guó)正邁著更加強(qiáng)大的步伐，成為戰(zhàn)后世界新秩序的維護(hù)者。位卑未敢忘憂(yōu)國(guó)，勿忘國(guó)恥是每個(gè)炎黃子孫必須牢記的神圣使命！2015年9月3日中國(guó)首次舉行紀(jì)念反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)勝利70周年閱兵，這一鏗鏘有力的行為一方面是為了彰顯中國(guó)實(shí)力，展示我國(guó)的綜合國(guó)力，另一方面也是對(duì)于那些虎視眈眈的外敵的有力蔑視和打擊。

隨著9月3日日益臨近，參加紀(jì)念中國(guó)人民抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利暨世界反法西斯勝利70周年大閱兵的空中梯隊(duì)也參加了快節(jié)奏的訓(xùn)練，近日，網(wǎng)上公布了很多有關(guān)閱兵訓(xùn)練的解放軍軍機(jī)照片，盡管這些照片不能全面展示此次閱兵空中梯隊(duì)的全部情況，但也足以讓國(guó)人一睹為快，了解到參加此次閱兵的的主要機(jī)型和特點(diǎn)。其中不乏3D打印技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的零部件產(chǎn)品，我們就從3D打印的角度對(duì)本次大閱兵的機(jī)型進(jìn)行一次簡(jiǎn)單的解析。

一、參閱飛機(jī)亮點(diǎn)多：部分戰(zhàn)機(jī)采用了3D打印技術(shù)

目前，從網(wǎng)絡(luò)上公布出來(lái)的照片來(lái)看，此次大閱兵亮點(diǎn)頗多，首先是空軍八一飛行表演首次以殲-10戰(zhàn)機(jī)接受檢閱，海陸空共10個(gè)梯隊(duì)的140余架各型固定翼飛機(jī)和直升機(jī)，機(jī)型包括殲15艦載機(jī)、轟6K轟炸機(jī)、武直10、武直19等解放軍近年服役的一批最新型飛機(jī)，有目擊者形容彩排場(chǎng)面“遮天蔽日”，蔚為壯觀。這些參加彩排的戰(zhàn)機(jī)當(dāng)中，有不少零部件采用了3D打印技術(shù)。

8月23日，彩排場(chǎng)面“遮天蔽日”，蔚為壯觀

說(shuō)起3D打印在航空領(lǐng)域的應(yīng)用，值得一提的是我國(guó)大中型軍民用飛機(jī)的研制生產(chǎn)商西飛集團(tuán)。此前，有媒體報(bào)道稱(chēng)，近年來(lái)3D打印技術(shù)以其“制造靈活性”和“大幅節(jié)省原材料”等優(yōu)越性而有效應(yīng)用于航空制造領(lǐng)域，西飛率先開(kāi)展“3D打印技術(shù)在精密鑄造領(lǐng)域應(yīng)用”項(xiàng)目研究，并將逆向工程技術(shù)、3D打印、精密鑄造和數(shù)字化測(cè)量有機(jī)結(jié)合，打通了以三維技術(shù)為核心的數(shù)字化制造鏈條，并成功將項(xiàng)目研發(fā)成果應(yīng)用于C919飛機(jī)、新支線飛機(jī)、MA60飛機(jī)等多款軍民用飛機(jī)產(chǎn)品中。

中航工業(yè)西飛成功將3D打印技術(shù)用于應(yīng)用于C919大型客機(jī)的生產(chǎn)制造

中國(guó)公開(kāi)展出的3D打印一次成型的戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身橫框（圖源：騰訊網(wǎng)）

第一款艦載戰(zhàn)斗機(jī)殲-15（圖源：新華網(wǎng)）

中國(guó)第五代戰(zhàn)斗機(jī)殲-31

有資料顯示，中國(guó)第一款本土商用客機(jī)C-919、第一款艦載戰(zhàn)斗機(jī)殲-15、多用途戰(zhàn)斗轟炸機(jī)殲-16、第一款本土隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲-20及第五代戰(zhàn)斗機(jī)殲-31的研發(fā)均使用了3D打印技術(shù)。

二、3D打印助“鬼鳥(niǎo)”成為空軍獨(dú)特的殺手锏

在傳統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)制造流程當(dāng)中，飛機(jī)的3D模型設(shè)計(jì)好后，需要進(jìn)行長(zhǎng)期的投入來(lái)制造水壓成型設(shè)備，而使用3D打印這種增材制造技術(shù)后，零件的成型速度、應(yīng)用速度得以大幅度提高。目前中國(guó)已具備了使用激光成形超過(guò)12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為當(dāng)今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(guó)家。

“鬼鳥(niǎo)”隱身戰(zhàn)機(jī)采用了3D打印技術(shù)，可躲開(kāi)雷達(dá)，行動(dòng)神秘似幽靈

中國(guó)最強(qiáng)隱身戰(zhàn)機(jī)當(dāng)屬殲-25，這個(gè)號(hào)稱(chēng)“鬼鳥(niǎo)”的隱身戰(zhàn)機(jī)采用了3D打印技術(shù)，可躲開(kāi)世界主要國(guó)家裝備的雷達(dá)，行動(dòng)神秘似幽靈，故有“鬼鳥(niǎo)”之稱(chēng)。BWCHINESE中文網(wǎng)曾經(jīng)報(bào)道聲稱(chēng)，殲-25之所以具有卓越的隱身性能，秘訣之一就是它是完全采用3D打印技術(shù)的機(jī)型。中國(guó)科研人員在殲-25的研制上，通過(guò)刻苦鉆研，克服重重障礙，橫空出世的殲-25代表著3D打印技術(shù)在戰(zhàn)斗機(jī)制造方面的最高水平。

殲-25就是中國(guó)3D打印技術(shù)運(yùn)用到戰(zhàn)機(jī)制造上最為成功的典范

據(jù)推測(cè)，在不久的將來(lái)，一大批經(jīng)3D打印的技術(shù)裝備將在國(guó)防事業(yè)上發(fā)揮重要作用。殲-25就是中國(guó)3D打印技術(shù)運(yùn)用到戰(zhàn)機(jī)制造上最為成功的典范。3D打印技術(shù)使得殲-25戰(zhàn)機(jī)極大的減輕機(jī)身重要，飛行速度得到極大提升，在空中也變得愈發(fā)輕易與自在。

3D打印技術(shù)使得殲-25戰(zhàn)機(jī)極大的減輕機(jī)身重要，飛行速度得到極大提升

從外媒披露的信息來(lái)看，最新的殲-25由成都飛機(jī)工業(yè)公司生產(chǎn)，具備超音速巡航能力，最大起飛重量超過(guò)20噸。從起飛重量來(lái)看，殲-25可以稱(chēng)之為一架中型的戰(zhàn)機(jī)。殲-25主要用于制空，是一款多用途、全天候的空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)，其隱身性能可以來(lái)無(wú)影，去無(wú)蹤，目前世界主要國(guó)家裝備的雷達(dá)很難發(fā)現(xiàn)。因此，隱身成為其獨(dú)特的殺手锏。

三、中國(guó)航空業(yè)在3D打印技術(shù)上已經(jīng)走在了世界前列

用3D打印技術(shù)制造戰(zhàn)機(jī)，中國(guó)并不是第一家。1984年，美國(guó)開(kāi)發(fā)出從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)打印出3D物體的技術(shù)，并在2年后開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)商業(yè)3D打印機(jī)。之所以叫“打印機(jī)”，是因?yàn)樗�借鑒了打印機(jī)的噴墨技術(shù)，只不過(guò)，普通的打印機(jī)是在紙上噴一層墨粉，形成二維(2D)文字或圖形，而3D打印則能“打”出三維的立體實(shí)物來(lái)。

美國(guó)在上世紀(jì)80年代已經(jīng)用3D打印技術(shù)制造戰(zhàn)

以一個(gè)手電筒為例，3D打印機(jī)能通過(guò)電腦將手電筒進(jìn)行立體掃描，創(chuàng)建三維設(shè)計(jì)圖，之后對(duì)這個(gè)立體原型進(jìn)行“切片”，分成一層一層的，之后，打印機(jī)就將原材料按照設(shè)計(jì)圖一層一層地“噴”上去，直到最終造出一個(gè)手電筒來(lái)，只不過(guò)3D打印機(jī)噴出的不是墨粉，而是融化的樹(shù)脂、金屬或者陶瓷等材料。

圖為美國(guó)Aeromet公司生產(chǎn)的F/A-18E戰(zhàn)斗機(jī)的激光增材超大尺寸整體框，因強(qiáng)度問(wèn)題在試驗(yàn)中測(cè)試失

不過(guò)，由于在制造過(guò)程中鈦合金變形、斷裂的技術(shù)難題無(wú)法解決，美國(guó)始終無(wú)法生產(chǎn)高強(qiáng)度、大尺寸的激光成形鈦合金構(gòu)件。2005年，美國(guó)從事鈦合金激光成型制造業(yè)務(wù)的商業(yè)公司Aeromet由于始終無(wú)法生產(chǎn)出性能滿(mǎn)足主承力要求的大尺寸復(fù)雜鈦合金構(gòu)件，沒(méi)能實(shí)現(xiàn)有價(jià)值的市場(chǎng)應(yīng)用而倒閉。美國(guó)的其他國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也無(wú)法攻克這一難題，只能進(jìn)行小尺寸鈦合金部件的打印或進(jìn)行鈦合金零件表面修復(fù)。

中國(guó)成為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(guó)家

我國(guó)于1999年才開(kāi)始金屬零件的激光快速成形技術(shù)研究，晚于美國(guó)十幾年，但是發(fā)展速度很快，近年來(lái)在飛機(jī)鈦合金大型整體結(jié)構(gòu)件的激光快速成形方面取得了重要突破，目前，中國(guó)已具備了使用激光成形超過(guò)12平方米的復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的技術(shù)和能力，成為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(guó)家。

中國(guó)航空業(yè)在3D打印技術(shù)上已經(jīng)走在了前列，多個(gè)型號(hào)飛機(jī)使用了3D打印部件，部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。資料顯示，從2001年起，我國(guó)開(kāi)始重點(diǎn)發(fā)展以鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)為主的激光3D打印技術(shù)。

圖為F-35的鈦合金整體框，目前美國(guó)仍然只能使用水壓機(jī)來(lái)進(jìn)行這種構(gòu)件的生產(chǎn)

在3D打印領(lǐng)域，中國(guó)是個(gè)后來(lái)居上者，但近年來(lái)發(fā)展極為迅速，大有后來(lái)居上之勢(shì)。據(jù)中國(guó)3D打印專(zhuān)業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，中船重工第705研究所歷經(jīng)一年時(shí)間的研制，該所在3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，借助直接金屬激光燒結(jié)快速成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了3D打印，成為繼美國(guó)、德國(guó)的3D打印巨頭之后，世界上第四家掌握該技術(shù)的企業(yè)。

值得一提的是，2015年7月16日北京航空航天大學(xué)在國(guó)防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展成果展上，亮相的一具使用大型金屬構(gòu)件激光增材制造技術(shù)所生產(chǎn)的大型部件，這具大型部件是航空飛行器所使用的機(jī)體部件之一。這款以實(shí)物展出的大型飛行器構(gòu)件，是迄今國(guó)際上最大的激光增材制造主承力關(guān)鍵鈦合金構(gòu)件飛機(jī)機(jī)身整體加強(qiáng)框，無(wú)模、整體、快速研制。

2015年7月16日上午 北航展示國(guó)產(chǎn)新戰(zhàn)機(jī)3D打印大型金屬部件

而所謂的激光增材制造技術(shù)，就是3D打印技術(shù)中的一種，采用這種激光增材制造技術(shù)制造的飛機(jī)機(jī)身整體加強(qiáng)框，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，有著高性能、低成本、快速試制的特點(diǎn)。生產(chǎn)周期只有采用傳統(tǒng)技術(shù)制造的五分之一，同時(shí)在強(qiáng)度、壽命等各項(xiàng)指標(biāo)上，與傳統(tǒng)工藝技術(shù)部件相比更加優(yōu)秀。

3D打印技術(shù)可助中國(guó)加快新一代飛機(jī)的研發(fā)，3D打印技術(shù)可節(jié)省時(shí)間和材料，研究人員能短期內(nèi)輕易打印出組裝樣機(jī)所需的各種高端、精密的零部件。沒(méi)有制模和其他復(fù)雜的傳統(tǒng)工序，造樣機(jī)的成本要低很多，科學(xué)家可以不斷制造更多復(fù)制品用于試驗(yàn)。

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