航空百问:3D打印都有什么奥妙 

2020-07-13 08:29 发布

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传统的机械加工方法是“减材制造”,即通过材料逐渐减少实现制造过程。逐渐增加材料实现制造过程的方法是增材制造。
现代增材制造都有什么特点和奥秘?
一起和小飞侠来看看吧!
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增材制造,又称快速原型、3D打印,在应用到工业制造之后,成为受到高度关注的新型制造技术。似乎自诞生之日起,就预示着某些传统制造技术将受到冲击。受好奇心驱使,大家心中不禁会问:增材制造到底是什么技术,真的比传统制造技术好吗?
奥妙就在于数字化!以激光选区熔化增材制造技术为例,首先,科研人员利用计算机建立数学模型,并通过相关软件将建好的数模分切成N层,在每一层设定激光的移动轨迹,从而使激光在金属粉形成的平面上有选择的将其熔化;随后,在数控程序的控制下,自动化装置逐层下降,熔化的金属粉表面铺上新的金属粉,继续被熔化;每一层被熔化的部分叠加起来,就慢慢“长”成了与数模相同的形状,完成了增材制造的过程。经力学性能测试,部件的结构、性能可完美的满足设计、使用要求。
增材制造还有许多方法,如:电子束增材制造、激光同轴送粉等,这些方法目前适用于毛坯制造。只有激光精密选区熔化增材制造,加工精度小于0.2mm,制造出来的零件可以直接使用。
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在飞机制造中有一句名言:“为减轻每一克重量而奋斗”。由此可知,飞机自身的减重颇为关键。在航空小型精密构件、新型飞机和航空发动机的研发等方面,增材制造提高了零件的成形效率和精度,将材料利用率提高到60%-95%甚至更高,在成本降低的同时,显著减轻了金属结构件的重量,让飞机油耗降低,轻盈上阵。
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由于不需要传统的模具、刀具、夹具,增材制造打开了束缚设计、制造人员的思维枷锁,使他们能够按照功能需求,天马行空的创造出各种异型、多功能的新结构,大幅度缩短加工周期,减少了机械加工量。
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依托数字化、绿色、高柔性、智能制造等优势,将来,增材制造结合互联网和云计算、区块链等新技术,应用也将越来越广泛。
本文转自航空工业微信公众号
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