3D打印這幾年開(kāi)始愈發(fā)流行的一個(gè)新技術(shù)開(kāi)始被更多的人熟悉。目前,中國(guó)在3D技術(shù)領(lǐng)域的某些方面走在世界的前端——我國(guó)是目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造、應(yīng)用的國(guó)家。
近年來(lái),中國(guó)以先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)為代表的各種尖端武器密集亮相,讓世界看花了眼。為此有人傳言稱,中國(guó)航空工業(yè)迅速發(fā)展的“秘密武器”也正是得益于領(lǐng)先世界的3D打印技術(shù)。近日中航工業(yè)(直升機(jī)所副所長(zhǎng))鄧景輝在接受記者獨(dú)家專訪時(shí)表示:下一步,3D打印技術(shù)同樣將助推中國(guó)直升機(jī)發(fā)展。
鄧景輝:我們希望可以在型號(hào)上得到應(yīng)用,在直升機(jī)方面我們也想吃第一個(gè)螃蟹。3D打印也是比較熱,在國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)也是起步階段,所以我們要抓住這個(gè)機(jī)會(huì),不要落伍太多。
說(shuō)到3D打印技術(shù),說(shuō)到未來(lái)3D打印技術(shù)將對(duì)中國(guó)直升機(jī)的發(fā)展帶來(lái)的影響,溫和內(nèi)斂的鄧景輝語(yǔ)氣一下變得堅(jiān)定,眼神中也充滿了自信。鄧景輝說(shuō),讓中國(guó)的直升機(jī)用上3D打印的零件是自己的一個(gè)“夢(mèng)想”。
鄧景輝:目前直升機(jī)還沒(méi)有哪一個(gè)零件走完一個(gè)過(guò)程,我們有一些想法,就是一些復(fù)雜的零件,在機(jī)加方面,從目前來(lái)看,制造的精度,和出來(lái)的不是令人滿意的這些件,我們想拿一個(gè)件來(lái)進(jìn)行嘗試。
在鄧景輝看來(lái),3D打印應(yīng)該是一種發(fā)展趨勢(shì),它改變了人們的思維模式,更重要的是它對(duì)航空進(jìn)步的影響是巨大的。他甚至預(yù)想:也許未來(lái)軍工廠或?qū)⑹莻€(gè)大型的3D打印機(jī)。
鄧景輝:3D打印機(jī)未來(lái)是發(fā)展的一個(gè)方向,尤其是在核心、復(fù)雜的零部件上,它有它獨(dú)到的優(yōu)勢(shì),它來(lái)得比較快,效率比較高,3D打印是未來(lái)我們軍用航空器中復(fù)雜零部件,做這種加法,提高更多的效率,來(lái)得更快一些。
3D打印技術(shù)除了能夠提升武器裝備的研發(fā)速度外,大幅降低武器裝備的造價(jià)成本也是讓鄧景輝津津樂(lè)道的地方。他說(shuō):傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式主要是做“減”法。原材料通過(guò)切割、磨削、腐蝕、熔融等工序,除去多余部分后形成零部件,期間浪費(fèi)驚人。而3D打印技術(shù)則運(yùn)用的是“加法”。
鄧景輝:過(guò)去我們對(duì)人財(cái)物的浪費(fèi)是很大的,一個(gè)零件從鍛坯到毛坯浪費(fèi)是非常大的,從原材料開(kāi)始,到拉成坯,到坯鍛,再搞成鍛件,再到工廠,粗加工、精加工、細(xì)加工,完了之后你還要進(jìn)行表面處理,(而3D)來(lái)說(shuō)做的是加法。它沒(méi)有原材料的浪費(fèi),它做的是你真實(shí)的模型,從小到多的累加起來(lái),最后滿足你的需求,最后拿出一個(gè)最終你需要的一個(gè)產(chǎn)品。我認(rèn)為3D打印是未來(lái)我們制造業(yè)的革命性的變化,對(duì)我們航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也會(huì)起到推動(dòng)作用。
評(píng)估表明,如果美國(guó)計(jì)劃生產(chǎn)的3100架F-35戰(zhàn)機(jī),完全運(yùn)用3D技術(shù)制造零部件,可能節(jié)省數(shù)十億美元成本。中航工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所副總設(shè)計(jì)師、飛機(jī)結(jié)構(gòu)3D打印應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)軍人物王向明說(shuō),貴重材料的損耗已成為高科技武器裝備造價(jià)居高不下的重要原因。
王向明:飛機(jī)鈦合金用量很大,鈦合金很昂貴,是40-50萬(wàn)一噸,用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)零件的話,最后零件材料的利用率都不到5%,另外這個(gè)材料很粘,加工的時(shí)間又長(zhǎng)又費(fèi)錢?;谶@兩條,一個(gè)零件的加工成本非常高,一公斤的制件可能都要幾萬(wàn)元,所以從這個(gè)角度說(shuō),3D技術(shù)周期短、可以省很多錢。
美國(guó)海軍少校邁克爾·蘭扎海軍軍官在《武裝部隊(duì)雜志》上,曾這樣描述過(guò)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的場(chǎng)景,在美軍控制的一個(gè)軍事基地附近,一架由3D打印機(jī)打印出來(lái)的無(wú)人機(jī)被叛軍擊落。
幾個(gè)小時(shí)后,一個(gè)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)趕在大量代替物生產(chǎn)出來(lái)之前搭乘直升機(jī)前往該基地。在幾英里外的海岸線上,一個(gè)由軍艦改造而成的海上海軍工廠收到了各種3D打印原材料,并使用船上的打印機(jī)制造了從武器裝備到食品到人體器官等的各種軍需品。
對(duì)此,軍事專家葛力德教授認(rèn)為:盡管3D打印技術(shù)離實(shí)戰(zhàn)化、大規(guī)模應(yīng)用還有相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程。但毫無(wú)疑問(wèn)將使戰(zhàn)場(chǎng)保障方式發(fā)生革命性變化:由以依托后方為主,變?yōu)橐躁嚨?ldquo;DIY”為主。
我們知道,后勤補(bǔ)給是戰(zhàn)場(chǎng)上最易遭受攻擊的薄弱環(huán)節(jié)。阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)期間,美軍不得不動(dòng)用大量作戰(zhàn)力量以確保補(bǔ)給暢通和保障人員安全。美軍認(rèn)為,3D打印機(jī)與戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人駕駛運(yùn)輸直升機(jī)或汽車相結(jié)合將徹底解決這一問(wèn)題。
根據(jù)美軍設(shè)想,在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上,裝備有3D打印機(jī)的美軍士兵即使在遠(yuǎn)離后方的前進(jìn)基地,也不用擔(dān)心保障問(wèn)題。無(wú)人駕駛運(yùn)輸直升機(jī)或汽車能夠源源不斷地將物資原料前運(yùn)至基地,在無(wú)線戰(zhàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)傳遞的三維相片或三維設(shè)計(jì)圖指導(dǎo)下,3D打印機(jī)可以快速制造出需要的武器裝備和軍需物資。為此簡(jiǎn)氏集團(tuán)網(wǎng)站2013年1月11日?qǐng)?bào)道稱,美國(guó)陸軍已將其第2個(gè)移動(dòng)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室部署到阿富汗地區(qū)。
葛力德:這個(gè)實(shí)驗(yàn)室主要是通過(guò)3D打印技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制,把它的鋁材包括塑料、鋼材等等這些原材料加工成零備件,從而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)內(nèi)快速的生成(原器產(chǎn)品),從這些來(lái)看還是一些實(shí)驗(yàn)的情況,是實(shí)驗(yàn)性的應(yīng)用,主要還是檢驗(yàn)3D技術(shù)的可靠性,主要還是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)上主要零配件的制備,修復(fù),這個(gè)對(duì)提高他的戰(zhàn)場(chǎng)武器系統(tǒng)的保障能力和維修能力是非常重要的實(shí)驗(yàn)。
本月初,白宮宣布編列2億美元的公共和私營(yíng)部門啟動(dòng)基金,創(chuàng)建三個(gè)先進(jìn)的基于3D打印的制造業(yè)研究中心,美國(guó)國(guó)防部將負(fù)責(zé)監(jiān)管其中兩個(gè)研究中心。葛力德稱:盡管軍用3D打印前景看起來(lái)已是遠(yuǎn)在天邊近在眼前了,但是 真正要完成實(shí)戰(zhàn)化、大規(guī)模應(yīng)用還是有相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
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