3D打印改變工程機(jī)械未來的魔幻技術(shù)

核心提示：3D打印改變工程機(jī)械未來的魔幻技術(shù)

3D打印改變工程機(jī)械未來的魔幻技術(shù)

    我國工程機(jī)械行業(yè)經(jīng)歷過2011年的大起大落后，企業(yè)越來越重視企業(yè)的管理、技術(shù)的研發(fā)等“內(nèi)家功”的修煉，努力擺脫核心技術(shù)的受制于人，大而不強(qiáng)的行業(yè)現(xiàn)狀。歸根結(jié)底，行業(yè)發(fā)展就是技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字技術(shù)的新寵“3D打印”的出現(xiàn)，會給未來的工程機(jī)械制造帶來怎樣的魔幻未來呢?

　　究竟什么是3D打印?

　　3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體，形成“數(shù)字化制造”。

　　3D打印技術(shù)，是以計算機(jī)三維設(shè)計模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品。與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機(jī)械加工方式對原材料進(jìn)行定型、切削以最終生產(chǎn)成品不同，3D打印將三維實體變?yōu)槿舾蓚�二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進(jìn)行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、不需要龐大的機(jī)床、不需要眾多的人力，直接從計算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件，使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。

　　我們?nèi)粘Ｉ�活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計的平面物品，而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料，打印機(jī)與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機(jī)上的藍(lán)圖變成實物。通俗地說，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。

　　最早的3D打印技術(shù)出現(xiàn)于上個世紀(jì)80年代的美國，由于材料和機(jī)器極其昂貴，3D打印并沒有大范圍商用。近年來，隨著3D打印材料的多樣化發(fā)展以及打印技術(shù)的革新，除了較為普遍的工業(yè)生產(chǎn)、食品加工、軍事、汽車、建筑等行業(yè)外，如今還涉及了更高精尖的技術(shù)。如航空航天、生物工程、納米技術(shù)、克隆技術(shù)等行業(yè)，甚至可以用實驗室培養(yǎng)進(jìn)去的細(xì)胞介質(zhì)打印出一個人體器官，或用糖物質(zhì)混合物打印出一個血管組織。

　　3D打印改變制造業(yè)未來的魔幻技術(shù)

　　在航空領(lǐng)域，3D打印技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。一個機(jī)械零件，甚至是一架飛機(jī)，都可以“打印”出來。

　　2013年5月24日，在第十六屆中國北京國際科技產(chǎn)業(yè)博覽會上，中航重機(jī)控股子公司中航激光所屬研發(fā)團(tuán)隊，展示了獲得2012年度“國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎”的飛機(jī)鈦合金大型整體關(guān)鍵構(gòu)件激光成形技術(shù)。這一技術(shù)是“3D打印技術(shù)”的高端發(fā)展形勢，是一項“變革性”的短周期、低成本、數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)。

　　通過這一技術(shù)，正在研制的兩型第五代戰(zhàn)斗機(jī)殲-20和殲-31采用鈦合金的主體結(jié)構(gòu)，成功降低了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，提高了戰(zhàn)機(jī)的推重比;依托激光鈦合金成形造價低、速度快的特點，沈飛在一年之內(nèi)連續(xù)組裝出殲-15、殲-16、殲-31等多型戰(zhàn)斗機(jī)并且進(jìn)行試飛。民用航空制造業(yè)也開始應(yīng)用這一技術(shù)。目前，在西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點實驗室下設(shè)的激光制造工程中心，通過激光立體成型技術(shù)為將于2014年投產(chǎn)，并在2016年投入運營的國產(chǎn)客機(jī)C919制造了鈦合金翼梁，長度超過5米。