2021年10月16日0時23分,
神舟十三號載人飛船發射升空!
我國的科學家們
又完成了一次讓國人驕傲,讓世界矚目的壯舉!
載人航天事業離不開科研技術人員的堅守,
也離不開各項先進技術的支援,
在載人航天飛船上也隱藏著一項
我國唯一、領先全球的前沿加工技術,
你知道嗎?
2020年5月8日,我國新一代載人飛船試驗船返回艙在預定區域成功著陸,飛行任務取得圓滿成功。
在飛船返回艙的底部,是一個大型的鈦合金框架零件,其不僅要支撐整個返回艙結構,承受巨大的氣動壓力,還要在飛船進入地球時抗住幾千度的高溫。
前期大載重氣囊緩衝技術試驗 圖片來源:中國空間技術研究院
而打造這一要求極高的精密零件的只是一個其貌不揚的大箱子裝置和一些金屬材料粉末,這項技術就是,高效能金屬構件鐳射增材製造技術(又稱 金屬3D列印技術)。
大型金屬構件,是製造重大裝備的基礎部件。但是,傳統的加工技術無法克服生產過程中物理冶金和鍛造成形的原理性制約。
例如採用當今世界最大的8萬噸液壓鍛造機鍛造鈦合金零件,其最大尺寸也不超過5平方米。但金屬構件的大小直接影響著航空航天等重大裝備製造,如何突破傳統制造技術天花板,成為公認的世界性難題。
北京航空航天大學的王華明教授
我國在鈦合金鐳射增材製造領域的起步比較晚,早期更是沒有任何經驗和技術。北京航空航天大學的王華明教授是我國該領域的先行者,在他與團隊20年的努力下,逐漸摸索出了一種特殊的生產方法。
即透過計算機控制,鐳射熔化合金粉末,然後隨鐳射在金屬材料上有規律地遊動,並逐層堆積、直接“生長”,一步步完成大型複雜零部件的生產製造。
2012年,這項技術獲得了國家技術發明一等獎,也正是他的研究,讓我國成為了世界上第一個掌握鈦合金大型整體主承力結構件鐳射快速成形技術並實現裝機工程應用的國家,完成了高效能金屬構件鐳射增材製造技術從“追趕”到“超越”的發展歷程。
王華明教授曾自豪地說,中國在飛機鈦合金大型複雜整體部件鐳射成形技術方面至少領先美國5年。
如今,大飛機C919、殲-20戰鬥機、運-20、載人飛船等眾多國之重器,以及越來越多的裝備製造領域都能看見這一技術的身影。
2015年北航展示的國產新戰機3D列印大型金屬部件
採用3D打印製造的軌道交通零部件砂型(芯)及模具產品
國家能源集團的SLA光固化3D印表機,可列印礦用卡車的100餘個配件
採用3D列印技術製造的軍工裝備零部件
據全拓資料統計,2016-2020年我國3D列印市場規模由53.8億元快速增長至203億元。預計2021年我國3D列印市場規模可達251.3億元。
其中工業領域佔據了總產業的64%,機械產業、電子、汽車的應用均超過了工業應用的15%。
從“中國製造”走向“中國智造”,具備降低成本、提高生產效率、最佳化質量等多項優勢的3D列印技術,一定能夠發揮更大的作用和價值。
中國工業博覽會(CIE2022)傾力打造“金屬成形展區”,彙集國內外3D列印與金屬成形領域的領先企業,集中展示行業內前沿技術與先進應用,以及從原材料到加工裝置的全產業鏈解決方案,誠邀您的參觀與交流!
(部分文章來源:央視一套
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