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工博会开幕:3D打印技术“打印”发动机零部件

放大字体缩小字体发布日期:2014-10-20 来源:[标签:出处] 作者:[标签:作者] 浏览次数: 87
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2013第十五届中国国际工业博览会今天开幕。首次在沪亮相的“神十”返回舱以、我国自主研发的“月球车”等航天展品、商用飞机、小型客机等航空技术产品以及3D打印产品等令人印象深刻。据悉,本届工博会航空航天展馆将汇聚多国技术展品,众多航空航天新技术在此一显身手。

“神十”返回舱首次出京公开展览

长2米,直径2.4米,外形酷似大钟……这便是前不久刚从太空返回,象征着载人航天交会对接任务完美收官的“神舟十号”返回舱。这也是其第一次离开北京,落地申城亮相工博会。从外形看,神舟飞船的返回舱呈钟形,有舱门与轨道舱相通。内设可供3名航天员斜躺的座椅,航天员在起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等,显示飞船上各系统机器设备的状况。据了解,航天员就是通过这些仪表进行监视,并在必要时操控飞船上的机器设备。

返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口。据悉,一个是用于航天员观测窗外的情景,另一个是供航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。另外,返回舱的底座是金属架层密封结构,上面安装了返回舱的仪器设备,该底座重量轻便,且十分坚固,在返回舱返回地面进入大气层时,保护返回舱不被炙热的大气烧毁。

航展另一展品亮点是我国自主研发的“月球车”、“嫦娥三号巡视器”和“嫦娥三号着陆器”,他们是我国月球探测二期工程的重要组成部分。“月球车”的名字并不陌生,但其实它并不是一辆车。记者从现场看到,“月球车”更像是一台长着轮子、披着金色战衣的小型机器人,尽管它的体型偏小,却能适应恶劣的环境。“月球车更像是能在恶劣环境工作并开展科学探测的航天器,一个小型化、低功耗、高集成的机器人。”工作人员说。

系列卫星产品展现“国家队”实力

据悉,火箭、飞船、探月、卫星是我国航天领域的四大组成部分。而此次,我国自主研发的系列卫星产品也将亮相工博会现场,其中包括通信卫星东四增强型平台、CAST2000小卫星公用平台、风云系列卫星等。

另外,中国航空工业集团首次参展航空航天展,将全面展示我国自主研发的最先进的商用发动机技术和民用航空航电技术。其中中国商用发动机公司将展示先进的1∶1全尺寸大涵道比涡扇发动机金属模型。中国工业无线电电子研究所自主研发、已应用于商用飞机C919驾驶室座舱控制台及视景将首次亮相工博会,其他国际领先的航电产品,也将一一亮相航展舞台。此外,中国商用飞机公司将展出C919、ARJ21等两款主力机型。其中,作为支线飞机的ARJ21更是以不同内舱布局展示于世人面前,超级经济舱、公务机等均是观看亮点。

据悉,本届工博会航空航天展吸引了超过80家参展企业,展出面积超过1万平方米,来自美国、瑞士、俄罗斯等多国的展商携先进的民用航空航天产品齐齐亮相工博会。而来自我们本土的“国家队”也将展出自主研发的技术展品,一显我国航空航天实力。

3D打印技术“打印”发动机零部件

3D打印技术是当下的一个科技热点。此次工业博览会上展出的,是工业级别的3D打印技术。上海光韵达三维科技有限公司总经理张国良表示,这种工业级3D打印技术称为SLS———择性激光烧结,其打印材料分为分尼龙和金属两类。而打印成的金属,可直接作为零部件使用于航空航天技术中,且其质量接近锻造水平。

“3D打印最突出的一个优势,就是它特别适合制造一些结构复杂的零件。”张国良指着展柜中一组材质为高温合金的零部件介绍道,它们是运用于航空航天的发动机零部件。若用传统工艺,一些较为复杂的零部件还需要拆分制作,甚至退而求其次来简化其结构。而3D打印能做到一次成型。也就是说,金属3D打印能使相关核心件的设计完全摆脱工艺制约。铸造不了、锻造不了、机械加工不了的复杂构件,对其而言都不是障碍。

据了解,航天产品设计所遇到的另一大障碍是样件制作费用。传统新产品开发要制造样件,这就需要模具。在产品定型前,模具不需要长寿命,成本可低些,但低得有限。在随后的多次实验中,往往需要根据实验结果修改设计,修改后要再做模具、再实验。这个过程中,模具制作时间,几乎要占据产品开发时间的一半以上。模具制作费用,也要占到开发成本的50%-70%。譬如,美国4代歼击机,一种机型开发费用就达数百亿美元,大部分开支就在这上面。

据张国良解释,金属激光三维打印技术,使产品开发摆脱了样件模具这个过程。制作样件,与制造成熟产品并无二致,成品可直接应用到工业上。这使得相关航空航天的开发,不再需要天价的模具费用投入。样件制作时间,可缩短为原来的数十分之一。

更重要的是,航空航天零件结构复杂、成本高昂,一旦出现瑕疵或缺损,只能整体更换,可能造成数十万、上百万元损失。而通过3D打印技术,可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状,修复后的性能不受影响,大大节约了时间和金钱。

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