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【了解一下最热的3D打印】—浅谈激光增材制造技术 [复制链接]

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很多童鞋对当前的热门话题【3D打印机】抱有极高的兴趣,其实3D打印,并非所谓的新技术,简单说来,3D打印技术就是【增材制造】,有别于传统的制造方法—【减材制造】。
所谓【减材制造】,就是传统制造领域的通过锻造、铸造出坯,然后经过机械加工,“减”去毛坯多余的材料(余量),最后得到设计希望的零部件形状以及尺寸要求。而3D打印的【增材制造】,是通过激光融化【耗材】,层层堆积起来,最后形成零部件的形状及尺寸要求。


想知道咱们国家在3D打印(激光增材制造)领域的成就吗?请看看下面这个视频,主讲是来自北航的教授,看完后,您肯定为咱们国家的成就而自豪、激动。



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逍遥老徐
http://weibo.com/laoxu1112
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以下内容来自视频,粗略整理的:
1。2012年奥巴马在卡内基梅隆大学,宣布创立美国“制造创新国家网络”计划,成立15个制造创新中心组成网络,投资10亿美元。经过5个多月的论证最后还是选了“增材制造”作为第一个中心的研究方向。
  2。一个发动机叶盘,传统工艺制造属于“雕刻”,最后剩下来的只有7%。
  3。f22钛框,面积5.53平方米。3万吨水压机模锻件能达到0.8平方米,8万吨能达到4.5平方米。
  4。传统方法,铸锭,制胚,模具,模锻。举例一个很小飞机框,宝钢等温锻造,模具7千万,分摊到每一个零件,模具费就有几十万。又举例美国的一个飞机零件,压成一个饼3吨,到最后加工完成只有144公斤,材料利用率不到5%。
  5。用他的增材制造,材料利用率80%左右。
  6。我们打印出的最大的整体结构件5平方米,美国做不了。
  7。激光打印出的零件,超过或者等同于锻件的性能,抗疲劳强度,比锻件高32-53%,疲劳裂纹扩散速率降低一个数量级。常规性能和锻件差不多,但高温、持久、抗疲劳性能比锻件好很多。
  8。飞机起落架的超高强度钢,用此方法抗疲劳强度可以比锻件高20%。涡轮叶片用此方法900度疲劳强度可以比第二代单晶高40%。
  9。应用方面,2005年开始,919是可以说的,其他的都不能说(涉及保密)。919,双曲面窗框,只有欧洲有有家公司能做,周期2年,先付200万美元模具费,而且零件非常贵。而我们55天就做好了,4大件,2件已经装上了飞机。
  10。翅膀根的受力件,我们做出来136公斤,锻件1706公斤,节省材料90%+,节省了大量材料。10年,已经做完了性能测试,比锻件还要好。
  11。05年做出图示零件(猜测是军用飞机上所使用),需要5天,现在只要几小时。
  12。06年某飞机起落架的关键零部件,目前已经批生产,已经受2000多个起落。如果没有这个技术,这个飞机就出不来,可能要推两年。
  13。某飞机上非常复杂的一个零件,钛合金,一架飞机好几个,现阶段传统技术无法做出来,国内三种方案去研究,两三年不成功,后又去找国外。国外先说能做,看到图纸以后,说做不了。我们临危受命,去年5月19号开始,现在已经装了很多架飞机。
  14。某飞机零件原来锻胚580公斤,我们做出来36公斤。580公斤锻坯,我们没有这么大的锻造装备,锻不透,性能都不合格。就算加工出来,内应力很大,变形、开裂,成品率非常低。
  15。(吐槽f22),f22的机翼和机身连接件,超大超复杂的钛合金构件,因为太复杂20、30万吨的水压机也做不出来。美国人就分成三个铸件,然后热等静压再焊接,铸件的性能很差,但美国人没办法,f22就是这样用的。(换了一个图片)我们激光成型就可以直接加工出如图示的这么大的零件,这是一个整体(意思是不用分段铸造然后焊接),上面站了一个人,大家可以看出它的尺度。他的性能比锻件还好(意思是当然就甩铸件几条街了),可以毫不谦虚地说,这是迄今世界上性能最好的、结构最复杂的构件,美国人也只能是铸造,锻是不可能的,焊也不可能,因为焊出来的性能不行。这个已经通过了8000小时的疲劳试验,一年多时间。就这个构件,铝合金、钢大家看看能不能做出来,更何况钛合金。
  16。我们发动机不行,心脏病,未来发动机就是一肚子的整体叶盘,叶片和盘子分开的重量太重。而我们现在可以叶片和盘子同时出来,而且叶片我们可以随心所欲控制组织,让它长成柱状晶,他的高温性能就很好,这里我们让它长成等柱晶,**疲劳度就很好,如果温度再高,我们就可以换材料,它可以做到随心所欲,一种零件可以用很多种材料来做(不知是在同一个零件上的不同部位,还是同一种零件用不同材料)。
  17。我这里面都没说具体的零件名称,牵涉到保密的大家都不要说,也不要拍照。我尽量做到没有放(图片)零件,只放毛坯,因为零件还是比较敏感。
  18。这种加工方法,不能包打天下,适合难加工的、高性能的、贵的、别的方法做不出来的零件,优势是成本、周期、性能,这个方面我们走到了美国人前面。
  19。设备用的激光器都是进口,担心被美国人卡脖子,希望国家在大功率激光器上重视。
  20。5年前曾经和飞机总设计师聊天,说我们快速设计飞机,都是整体、大型、超长的结构,在2、3个月内就把飞机造出来,不开一套模具,不打一个锻件,不做一个焊缝。也许有人认为这是个梦想,但实际上这已经不是梦想了,我们已经有这样的潜力,只是目前能力有限。(这一段其实是欲言又止,应该是涉及保密,只好把能力藏着掖着了。这件事肯定在做,最近航空大爆发,绝对和他们这个技术有关。)
最后编辑laoxu1112 最后编辑于 2013-02-26 13:41:18
逍遥老徐
http://weibo.com/laoxu1112
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楼主提到的王教授在京交会上CAXA的展台也播放过他的讲解哦~
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哈哈,我在一期我爱发明上看到过一期3d打印机的节目,很不错。
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楼主总会给我们带来一些好东西,很令人兴奋、激动!
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回复 4楼shiwenfa的帖子

改天一定要来CAXA看看我们的打印机~
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回复 6楼kuake的帖子

谢谢捧场~您也老给我们发好作品——可以来这儿宣传一下啊~
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回复 3楼sjy的帖子

哈哈,我在一期我爱发明上看到过一期3d打印机的节目,很不错。
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【转贴】:原标题:歼-15总师孙聪:钛合金和M100钢的3D打印技术已用于新机研制

新华网北京3月2日电(记者任沁沁 顾瑞珍)全国政协委员、中航工业副总工程师、歼-15总设计师孙聪2日在京接受新华社专访时透露,钛合金和M100钢的3D打印技术(增材制造技术)已广泛用于新机设计试制过程。

其中,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。

3D打印机出现在20世纪90年代中期,是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置,可以把计算机上的蓝图变成实物,在成本、速度和精确度上都远胜于传统制造技术,是制造领域的一次技术革命。
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只为下载最新版本做积累 ……
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高科技的东西啊,科普了
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lihai le a厉害了啊
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