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我国实现“3D打印”歼20战机,美日不敢相信,要求技术透明
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整体看待战斗机的制造,机身的大框是最关键、最耗时、也是最昂贵的部件,更是关乎战机产能和性能寿命的紧要环节。尤其是那些主力制空战机,往往会使用难加工的钛合金作为材料,导致成本的增加和产能不足。

激光快速成形技术的发展,为解决大型钛合金结构件技术缺点指出一条明路。美国等西方大国早已开始研究,美军自1995年开始一系列研究项目,针对飞机钛合金结构件快速成形技术进行探讨。



中国工程院2015年院士增选工作经过两轮评审会议,参与制造运-20C-919等大飞机,歼-15、歼-31等新型战斗机钛合金部件,有“中国3D打印带头人”称号的王华明教授当选中国工程院信息与电子工程学部院士。

王华明院士研制的金属构件激光熔化沉积增材制造技术自2005年以来已在歼-15、运-20、歼-11B、歼-31和东风XX3种导弹、遥感242种卫星、FWS133种航空发动机等重点型号发挥出关键作用。



我国的钛合金激光成形技术起步并不早,早期效仿美国,目前国内开展过钛合金激光快速成形技术研究的单位有北京有色金属研究总院、西北工业大学以及北京航空航天大学等。公开的消息证实,我国现在能够生产优于美国的激光成形钛合金构件,已经可以利用激光直接制造30多种钛合金大型复杂关键金属零件。依托激光钛合金成形具备成本低、速度快的优势,中航曾在一年之内连续组装出歼-20、歼-15、歼-16、歼-31、运20等多型战斗机并成功试飞。我国成为目前世界上唯一掌握高性能大型金属零件激光直接制造技术并实现工程应用的国家。


国内在2013年之前,能投入使用的仅有一台3万吨的模锻压机。锻造能力为铝合金件最大投影面积不超过2平米,钛合金件投影面积不能超过1.2平米。这个水平完全不足以完成歼20这样的双发重型战斗机的钛合金大框一体化锻造的。

在这种限制下,歼20的钛合金大框,只能在设计上先分成几个锻件,分别锻造好以后,再用电子束焊接工艺连接成一个整体。这个工艺源于中国引进苏27时获得的全套技术体系,同样是当年苏联大型钛合金件锻造能力远不如美国时搞出来的变通办法。

2013410日,中国二重集团研发的世界最大的8万吨模锻压机成功的实现了试生产。中国在大型航空航天锻造件的制造能力上有了本质性的突破,达到世界最顶级水平。而对于歼20来说,这意味着它能够采用一次完整成型的钛合金大框,其寿命将获得巨大的突破。


我国的钛合金激光成形技术起步较晚,直到1995年美国解密其研发计划3年才开始投入研究。早期基本属于跟随美国的学习,迄今国内开展过钛合金激光快速成形技术研究的单位有北京有色金属研究总院、西北工业大学和北京航空航天大学等。根据公开的材料表明,我国已经能够生产优于美国的激光成形钛合金构件,具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,已经用激光直接制造30多种钛合金灯大型复杂关键金属零件。依托激光钛合金成形造价低、速度快的特点,中航曾在一年之内连续组装出歼-20、歼-15、歼-16、歼-31、运20等多型战斗机并且进行试飞。成为迄今世界上唯一掌握高性能大型金属零件激光直接制造技术并实现工程应用的国家。

发布时间:2017-09-15 02:09:48
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