3D打印3.07米高C919中央翼緣條 金屬打印僅5天
2019-01-22 10:47:25 來源: 中國青年報
利用金屬3D打印技術打印出的鈦合金鏤空點陣結構。李晨/攝
傳統工藝6個月才能完成的制造工作,用金屬3D打印技術耗時僅5天
3D打印3.07米高C919中央翼緣條
站在那根3.07米高的C919中央翼緣條前,殲20總師楊偉久久凝視……讓他特別感慨的是,這是一根用我國擁有完全知識產權的金屬3D打印技術,“打印”出來的國產大飛機零部件。
尖端科技之花在產學研后“紅”
這根鈦合金材質的C919中央翼緣條,尺寸3.07米,重量196千克,于2012年1月打印成功,同年通過商飛的性能測試,2013年成功應用在國產大飛機C919首架驗證機上。
這是國產機型首次在設計驗證階段,利用3D打印技術制備承力部件,在國際民機的設計生產中亦屬首次。更重要的是,作為機翼關鍵部件,以我國當時的制造能力,還無法鍛造出這樣超大尺寸的復雜結構件。而如果向國外采購,又勢必影響大飛機的國產化率。
“金屬3D打印技術,為鈦合金零部件的加工提供了新的技術途徑,也為中國的航空制造打開了一扇新窗。”該技術研發人、西北工業大學教授黃衛東告訴中國青年報⋅中青在線記者。
“3D打印”學名“增材制造技術”,原理是將計算機設計出的三維模型分解成若干層平面切片,然后把要“打印”的材料按切片圖形逐層疊加,最終“堆積”成完整的物體。
為C919制造中央翼緣條,是金屬3D打印技術在航空領域應用的典型。黃衛東及其團隊應用該技術所打印出的金屬材料和零部件,目前已廣泛應用于我國的導彈、飛機、火箭、衛星、航空發動機等領域,僅為國產各類飛機就制備了近兩萬個零部件,其中絕大部分已裝機使用。
早在上世紀90年代初,黃衛東就關注起了能夠快速成形、快速進行原型制造的“3D打印技術”。在他的西工大本科同班同學、企業家折生陽的出資支持下,他持續20多年鉆研金屬3D打印技術,并不斷取得重大突破。
2011年7月,應中國商飛經營合作要求,折生陽與西工大及黃衛東等人共同組建了由西工大技術控股的股份制企業——西安鉑力特增材技術股份有限公司。西工大和黃衛東出技術,折生陽等出資金,黃任董事長,折為副董事長。
產權明晰,責權利清晰的校企合作,促使這一尖端成果加速實現產學研融合。其最具標志性的成果,正是那根3.07米高的C919中央翼緣條。
回憶起這件“緣條”,黃衛東等人至今印象深刻。2011年年初,“課題組”接到要為C919打印中央翼緣條任務。他們奮力拼搏、日夜鏖戰,不到1年時間,在廢舊教學實驗廠房里建成了現代化工廠,研制出金屬3D打印專用設備,完成了一系列要求極高的性能測試工作,同時組建西安鉑力特公司,并趕在2012年年初完成了打印緣條的準備工作。
此后,團隊20多人加班加點,與時間賽跑,終于趕在2012年1月22日上午,一次性成功打印完成了第一件C919中央翼緣條。“那天正逢大年三十。”當天中午,激動的西工大周堯和院士宴請攻堅團隊吃了頓團圓飯,“團圓飯從中午一直吃到大年三十晚上,大多數人都喝多了!”吃完飯、喝完酒,已是新年的大年初一,團隊成員趙曉明才想起還沒置辦年貨。
公司化后,黃衛東團隊的金屬3D打印技術在科研上突飛猛進,產業化也進展神速。2018年,這一技術為中國商飛、中航工業、中國航發、中國航天科工、中國航天科技等200多家單位,增材制造超過3萬件金屬零件,批量應用于一批先進的飛機、發動機、火箭和衛星等國家重大任務。
鉑力特公司副總經理楊東輝展示采用具有自主知識產權的“金屬3D打印”技術和設備,打印出的C919中央翼緣條。李晨/攝
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