5大发展优势,看3D打印如何助力航空制造领域?
作为工业界皇冠上的璀璨明珠,航空航天制造领域集成了一个国家所有的高精尖技术,是国家战略计划得以实施,****形势得以展现的后援保障领域。而金属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突出,服务效益明显。
主要体现在一下几个方面:
(1) 缩短加工周期,降低加工成本。
传统制造过程要进行切割削制、打磨,不仅制作周期长,而且浪费了大量的原材料,大约70%的材料在加工过程中成为边角废料。与传统制造相比,3D打印技术提高结构效率、减轻结构重量、简化制造工艺。大型复杂整体构件的材料利用率提高了5倍、制造周期缩短了2/3、制造成本降低了1/2以.上。
(2) 优化结构设计,显著减轻结构重量,节约昂贵的航空材料,降低加工成本。
减轻结构重量是航空航天器最重要的技术需求,传统制造技术已经接近极限,而高性能3D打印技术则可以在获得同样性能或更高性能的前提下,通过最优化的结构设计来显著减轻金属结构件的重量。3D打印加工的结构优化后的机翼支架,比使用铸造的支架减重约40%,而且应力分布更加均匀。
(3) 加工复杂形状、具有薄壁特征的功能性部件,突破传统加工技术带来的设计约束。
3D打印区别于传统的机械加工手段,几乎不受限于零件的形状,且可以获得最合理的应力分布结构,通过最合理的复杂内流道结构实现最理想的温度控制手段,通过不同材料复合实现同一零件不同部位的功能需求等。
(4) 高效率、低成本、高精度
激光3D打印技术可以实现异质材料的高性能结合,可以在铸造、锻造和机械加工等传统技术制造出来的零件上任意添加精细结构,并且使其具有与整体制造相当的力学性能,激光3D打印技术可以制造毛坯,而后用减材制造的方法进行后处理。
(5) 航空功能性零件的快速修复。
飞机修复中常需要更换零部件,仅拆机时间就长达1~3.个月。而利用3D打印将受损部件视为基体增长材料,不仅可以实现在线修复,而且修复后的零件性能仍然可以达到甚至超过锻件的标准。
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