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金属3D打印前景广阔 SLM助力航天航空建设

2018-09-12 16:47:24来源:中国智能制造网 编辑:今夕何夕阅读量:54930

导读:如今,3D打印技术风靡全球,就金属3D打印而言,选择性激光熔化技术在汽车飞机等制造领域的优势正逐渐得到认可。
  【中国智能制造网 本站原创】如今,3D打印技术风靡全球,就金属3D打印而言,选择性激光熔化技术在汽车飞机等制造领域的优势正逐渐得到认可。
金属3D打印前景广阔 SLM助力航天航空建设
 
  航天航空作为集中了国家高精尖技术的前沿领域,其发展状况展现了一个国家的科技建设成果。金属3D技术作为一项全新的制造技术,其在航空航天领域的应用优势比较突出,给航天航空事业的发展注入了许多活力。
 
  SLM成金属3D打印的核心技术
 
  在出现到兴起,金属3D打印经历了漫长的发展过程。20世纪80年代后期,金属3D打印技术在美国产生。20世纪90年代初,金属3D打印技术被引入我国。自此之后,我国研究人员在3D打印技术研发方面投入了大量的心血,使3D打印加快融入汽车、飞机等制造行业。
 
  对于整个制造业而言,真正改变世界制造业生产方式的是金属3D打印技术。经过多年的发展,金属3D打印技术逐步发展成熟。当前,金属3D打印主要发展为SLM(选择性激光熔化)、EBM(电子束成形)和 LENS(同步送粉)三大类。
 
  在这三大类中,SLM技术作为当前金属3D打印的主流技术,具有成形精度高、复杂结构构造能力强等显著优势。除此之外,SLM技术还具有抗拉强度性能良好、零件尺寸精度较高、材料利用率高等多种优点。在加工的过程中,SLM技术用激光使粉体完全熔化,不需要黏结剂,并且成型的精度和力学性能都比激光烧结技术要好。因此,一些从事汽车、飞机制造的企业对SLM技术十分重视。
 
  近日,惠普公布了一项技术HP Metal Jet,该技术主要面向金属部件。与以往的金属3D打印技术相比,该技术的打印成本较低,可以用于不锈钢等零部生产。HP Metal Jet技术的出现,表明金属3D打印技术正不断发展成熟,技术研发也进入了新阶段。据悉,这项技术可以用于在汽车、工业、医疗等领域。除了这些领域之外,金属3D打印在航空航空领域的发展潜力也逐渐被挖掘出来。
 
  金属3D打印在航空航天领域大有可为
 
  在现实生活中,为保证飞行员和乘客的安全,飞机、飞船等飞行设备的生产制造标准往往十分严格。只有采用高性能的零件才能更好的满足飞行器高空安全飞行的需要。当前,SLM技术符合了飞船、飞机等飞行设备的制造要求,因而逐渐被用于飞船等零部件的生产过程中。美国航天公司SpaceX在开发载人飞船SuperDraco的过程中,就利用了SLM技术来制造载人飞船的引擎。
 
  运用SLM技术制造出来的零件,其强度、韧性等性能完全可以满足飞船高空飞行的严苛要求。即使在高温高压的环境下,飞船也可以进行安全飞行。同时,飞船的喷射头、节流阀等部位构造复杂,生产制造的复杂度较高,利用SLM技术,这些结构复杂的部件可以被高效、精确的制造出来。
 
  就材料的选取而言,用SLM技术来制造飞机、飞船时,制造厂商一般会选择金属粉末材料,具体包括奥氏体不锈钢、镍基合金、钛基合金和贵重金属等。当前,研发人员可以利用这些材料来制造飞行设备的零部件外并且对飞行设备的零件进行修复。
 
  就目前情况而言,SLM技术在修复成形方面所表现出的潜力甚至高于其制造本身。以高性能的整体涡轮叶盘零件为例,如果盘上的某一叶片受损,那么整个涡轮叶盘将无法继续使用,由此造成的经济损失非常巨大。采用包括SLM在内的金属3D打印技术后,零件修复的效果良好,修复成本也较低。
 
  近年来,国外对SLM技术的研究热情也越来越浓厚。德国、英国、日本、法国等都相继展开了对SLM技术的探索与研究。德国EOS公司、SLM Solutions公司等都在SLM成型设备生产方面积累了丰富的经验,这有力的促进了SLM技术投入具体应用。
 
  未来,金属3D打印有望实现汽车等零部件的大规模生产,尤其是在具有高精度需求的飞行设备生产方面发挥出应有的作用。同时,随着SLM技术的成熟,世界各国的航空航天事业发展将会进入新的阶段,航空航天建设事业将取得新的发展成果!

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