中國鈦合金3D打印技術(shù)的發(fā)展史

鈦是一種密度僅有不銹鋼板材的一半，抗拉強(qiáng)度卻遠(yuǎn)高于絕大多數(shù)合金的原料，被廣泛用于航天航空海運(yùn)業(yè)。美國是最初設(shè)計(jì)開發(fā)鈦合金三維打印技術(shù)的我國。1985年，美國就在中國外交部的關(guān)鍵下秘密開始了鈦合金激光成形技術(shù)的科研，并在1992年公之于眾。然后美國再度新產(chǎn)品開發(fā)這一技術(shù)，并在2002年將激光成形的鈦合金零件裝上戰(zhàn)機(jī)試驗(yàn)。三維打印技術(shù)可以追溯到1984年，最初設(shè)計(jì)開發(fā)出從數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息打印出三維物品的技術(shù)并在2年后設(shè)計(jì)開發(fā)出第一臺商業(yè)三維印刷機(jī)械設(shè)備。然后在所有90年代不斷完善了其基本技術(shù)和規(guī)范，并在二十一世紀(jì)出資金分配了應(yīng)用。三維打印技術(shù)依據(jù)激光融化金屬粉末，大部分可以“打印”一切模樣的產(chǎn)品。其很大 的特點(diǎn)是，運(yùn)用的原料為金屬復(fù)合材料，“打印”的產(chǎn)品具有十分高的工藝性能，能做到航空航天、模貝、車子、醫(yī)學(xué)、口腔內(nèi)部口腔科、工藝品等不一樣行業(yè)的規(guī)定。

在中國的鈦合金激光成形技術(shù)發(fā)展趨勢較為晚，直到1995年美國破解其新產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃方案三年才慢慢資金分配科研。前期基本屬于追隨著美國的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，在中國各省好幾家高等院校和調(diào)研室設(shè)立實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研。在這其中，中航激光技術(shù)卓越團(tuán)隊(duì)得到的鑄就更加顯著。早在2000年上下左右，中航激光技術(shù)卓越團(tuán)隊(duì)就早就慢慢資金分配“三維激光電弧焊接電焊焊接快速成型技術(shù)技術(shù)技術(shù)”新產(chǎn)品開發(fā)，在我國尤其是部隊(duì)財(cái)產(chǎn)的持續(xù)可用下，經(jīng)歷很多年新產(chǎn)品開發(fā)，解決了“惰性氣體維護(hù)保養(yǎng)系統(tǒng)”、“熱應(yīng)力離散變量”、“缺陷控制”、“晶格常數(shù)成長發(fā)育控制”等多種多樣全世界技術(shù)難題、生產(chǎn)加工出結(jié)構(gòu)繁雜、規(guī)格型號保證1m量級、特點(diǎn)做到主承力結(jié)構(gòu)要求的產(chǎn)品，具有了商業(yè)應(yīng)用實(shí)用價(jià)值。

目前，在中國早就具備了運(yùn)用激光成形超過12平方米的復(fù)雜鈦合金預(yù)制件構(gòu)件的技術(shù)和專業(yè)能力，并資金分配很多中國國際航空公司科研項(xiàng)目的原型和商品經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)制造中。變?yōu)槟壳叭蛭ㄒ徽莆占す獬尚吴伜辖鸫笾行⌒椭鞒辛︻A(yù)制件構(gòu)件生產(chǎn)加工并且電腦裝機(jī)建筑項(xiàng)目應(yīng)用的我國。傳統(tǒng)的鈦合金零件生產(chǎn)加工重要依靠煅造和煅造。在這其中煅造零件容易大空間生產(chǎn)加工，但凈重量非常大且無法生產(chǎn)制造成細(xì)膩的模樣。煅造銑削雖然精度非常好，美國F-22戰(zhàn)機(jī)的重要承受力預(yù)制構(gòu)件便是大中小型煅造鈦合金框。由于鈦合金凈重比較輕，抗拉強(qiáng)度高，鈦合金預(yù)制件構(gòu)件在國際航空公司領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，出色戰(zhàn)機(jī)上的鈦合金預(yù)制件構(gòu)件所占占有率早就超過20%。激光鈦合金成形技術(shù)則徹底消除了這一系列難題，由于采用累積技術(shù)，它節(jié)約了90%十分價(jià)格比較貴的原材料，再加上無需生產(chǎn)加工專用的模貝，原本相當(dāng)于原料成本費(fèi)用1~2倍的生產(chǎn)制造花銷現(xiàn)如今只務(wù)必原來的10%。生產(chǎn)制造一噸凈重量的鈦合金復(fù)雜零部件，粗略地很有可能，傳統(tǒng)工藝的成本費(fèi)用大約是2500余萬元，而激光三維電弧焊接電焊焊接快速成型技術(shù)技術(shù)技術(shù)的成本費(fèi)用僅130余萬元左右，其成本費(fèi)用僅是傳統(tǒng)工藝的5%。但是零件生產(chǎn)加工耗費(fèi)情況嚴(yán)重，原料的95%全是會被作為廢料摘除，而且煅造鈦合金的規(guī)格型號遭到苛刻的限制：三萬噸級大中小型液壓機(jī)僅有煅造不超過0.8平方米的零件，就算世界上最大的八萬噸級液壓機(jī)，煅造的零件規(guī)格型號也不能超過4.5平方米。而且這二種技術(shù)都無法生產(chǎn)加工復(fù)雜的鈦合金預(yù)制件構(gòu)件，而電弧焊接電焊焊接則會遇到可怕的鈦合金腐蝕情況。