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皓天鑫
3D打印的觸角，如今已延伸到世界許多國(guó)家和地區(qū)。由于具備傳統(tǒng)成形制造技術(shù)所不具備的變革性優(yōu)勢(shì)，3D打印技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前裝備先進(jìn)制造、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新材料等技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向，許多發(fā)達(dá)國(guó)家也紛紛將其列入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。在美英等國(guó)，3D打印技術(shù)的應(yīng)用已覆蓋多個(gè)場(chǎng)景。大到賽車、飛行器，小到項(xiàng)鏈、手機(jī)殼，各領(lǐng)域或多或少都用到了3D打印技術(shù)。
在我國(guó)，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，給相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)注入了許多新氣息。近兩年，國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展，應(yīng)用主要集中于增材制造和再制造領(lǐng)域。而零部件的制造和再制造，也為3D打印“大展武藝”提供了機(jī)會(huì)。零部件的再制造和制造有明顯區(qū)別，再制造是在廢舊基體(工件)上進(jìn)行增材制造，對(duì)損傷的基體進(jìn)行修復(fù)，使其恢復(fù)原有尺寸和性能。
從技術(shù)層面來(lái)看，基于激光定向能量沉積技術(shù)的金屬3D打印技術(shù)，可較好地克服實(shí)際生產(chǎn)中規(guī)格多、成本高、批量小的再制造生產(chǎn)難題，實(shí)現(xiàn)多型號(hào)柔性制造和低成本的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。值得一提的是，金屬3D打印技術(shù)還可完成增材修復(fù)和表面強(qiáng)化處理，這樣就既簡(jiǎn)化了工藝、提高了效率，又降低了成本，為企業(yè)減負(fù)。
借助金屬3D打印后，產(chǎn)品制造和修復(fù)所能達(dá)到的較佳效果也是業(yè)內(nèi)人士有目共睹的。綜合來(lái)看，金屬3D打印可以使大型、復(fù)雜金屬構(gòu)件具有成分均勻、晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)致密的快速凝固組織，并能方便地合成制備出傳統(tǒng)冶金制備技術(shù)無(wú)法制備的新一代金屬結(jié)構(gòu)新材料。細(xì)分而言，目前金屬3D打印技術(shù)主要有“粉床選區(qū)熔化”技術(shù)和送粉/送絲“熔化沉積”技術(shù)兩類。其中，“粉床選區(qū)熔化”技術(shù)適合小型、復(fù)雜構(gòu)件的制造。
值得欣喜的是，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)開始大膽邁步，積極研發(fā)3D打印前沿技術(shù)。近日，由首鋼機(jī)電公司和首鋼技術(shù)研究院聯(lián)合攻關(guān)的金屬3D打印再制造技術(shù)，成功應(yīng)用于股份公司助卷輥、層流輥、軋機(jī)牌坊、大齒輪里孔層流輥、西馬克液壓缸活塞桿、熱軋支撐輥軸承座等多個(gè)項(xiàng)目，使設(shè)備使用壽命提高數(shù)倍。
對(duì)于金屬3D打印再制造技術(shù)的未來(lái)，許多業(yè)內(nèi)人士也滿懷信心。未來(lái)如果利用金屬3D打印技術(shù)生產(chǎn)整體、大型、復(fù)雜高性能、輕量化構(gòu)件，一架大型飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)零部件數(shù)量可能僅需數(shù)百個(gè)，這樣就能進(jìn)一步降低飛機(jī)自身的結(jié)構(gòu)重量。今后利用金屬3D打印技術(shù)配合模擬仿真、自動(dòng)化等技術(shù)，可能會(huì)使飛機(jī)的研制生產(chǎn)周期呈現(xiàn)數(shù)量級(jí)降低。
作為工業(yè)界塔頂上的璀璨明珠，航空航天制造領(lǐng)域集成了一個(gè)國(guó)家?guī)缀醮蟛糠值那把丶夹g(shù)，是國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃得以實(shí)施的重要保障。而在這一領(lǐng)域，3D打印存在著十分廣闊的應(yīng)用空間。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)ResearchandMarkets預(yù)測(cè)，2017-2021年期間商用航空3D打印市場(chǎng)將以23%的復(fù)合增速增長(zhǎng)。
逐步達(dá)到我國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)和國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)等制造的需求、制造航空航天部件，已然成為金屬3D打印的使命擔(dān)當(dāng)。在國(guó)防建設(shè)、航空武裝領(lǐng)域，人們都期待金屬3D打印能夠乘風(fēng)破浪、崛地而起。而國(guó)家強(qiáng)大的重工業(yè)支撐能力的形成，也將為3D打印各類技術(shù)的扎實(shí)落地提供堅(jiān)實(shí)的保障。
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