淘客熙熙

主题:“精”说3D打印 -- 风游精

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家园 人家王华明用的词是“增材制造”

Laser Direct Manufacturing LDM or Laser Additive Manufacturing LAM

高性能金属构件激光直接制造技术(Laser Direct Manufacturing LDM or Laser Additive Manufacturing LAM),以金属粉末为原料,通过高能激光逐层熔化沉积生长(“生长制造”或“增材制造”),直接从零件数字化模型一步实现大型复杂整体高性能金属构件的“近终成形”,与整体锻造等传统制造技术相比,具有(1)无需大型锻造工业装备、大型锻造模具及制坯模具制造、(2)高性能金属材料制备与大型复杂零件“近终成形”一体化、(3)构件综合力学性能优异、材料利用率高、加余量小、(4)制造周期短、成本低等独特优点,是一种“变革性”的短周期、低成本、数字化、精密成形技术,为飞机、发动机钛合金、超高强度钢、高温合金等高性能、难加工大型复杂整体关键构件的制造提供了新途径。

本报告简要介绍飞机及发动机钛合金等大型复杂整体高性能结构件激光直接制造技术原理、技术特点和国内外研究现状,重点汇报北京航空航天大学在飞机、发动机钛合金、超高强度钢、高温合金等高性能难加工大型复杂整体构件激光直接制造技术研究及工程应用进展,评述和展望了钛合金等高性能金属大型复杂整体构件激光直接制造技术发展面临的技术挑战、关键科学问题和发展趋势。

http://www.casad.cas.cn/document.action?docid=12916

还焊接呢,那个视频挺多的,自己找找再来评论。

家园 这个"最高形态"有不同的维度

从产品性能这个维度看,北航团队的激光成形产品的性能已经达到或者超过铸造甚至锻造产品,这是其他3D成形技术至少目前难以企及的,正是从这个角度说,北航的激光成形是3D的最高形态。

家园 【整理】高性能金属零件激光快速成形技术研究进展

外链出处

高性能金属零件的激光快速成形技术是结合快速原型制造技术及激光熔覆技术而发展起来的一种先进制造技术,该技术通过高功率激光熔化同步输送的原料粉末(预合金化粉末、元素混合粉、金属与陶瓷的混合粉末等)或丝材,在沉积基板的配合运动下,逐点逐层堆积材料,通过不断生长制备出零件。该技术具有以下特点:(1)突破了传统去除加工方法的限制,无需零件毛坯和大型锻造、铸造设备及模具,可实现材料制备与成形的一体化,显著缩短零件制造周期、降低制造成本、提高材料利用率;(2)在同一套系统上可进行不同材料零件的制造,具有广泛的材料及设计适应性;(3)所沉积零件具有致密的组织和良好的综合性能;(4)可以很方便地通过材料及工艺的调节与控制,实现多种材料在同一零件上的集成制造,满足零件不同部位的不同性能需要。该技术是一种新型的数字化添加材料成形技术,在航空航天等高技术领域及国防装备建设中具有重要的发展应用前景,近年来得到研究及相关应用部门的广泛关注[1-3]。本文着重介绍国内外在上述方面的进展情况,并分析需要解决的关键问题。

  高性能金属结构件的直接成形

  美国首先于1995年提出高性能金属零件的激光快速成形技术,在能源部研究计划支持下,Sandia及Los Alomos国家实验室率先发展出称为LENS(Laser Engineered Net Shaping)[4]及DLF(Directed Light Fabrication)[5]的技术,研究了不锈钢、镍基合金、钛合金、难熔金属等材料的组织及性能,并采用该技术成功制造出铼及铱的喷管[6],显示出该技术在高性能金属零件直接成形方面的优势,并于1998年由Optomec公司成功推出商业化的LENS系统。随后美国的Stanford University、University of Michigan、英国的University of Birmingham、University of Manchester、University of Liverpool及加拿大的National Research Council等也发展了分别称作为SDM(Shape Deposition Manufacturing)、DMD(Direct Metal Deposition)、DLF(Direct Laser Fabrication)、DLD(Direct Laser Deposition)、LDC(Laser Direct Casting)、LC(Laser Consolidation)的技术[7-11],尽管各自的名称不同,但原理和方法是一致的,系统所配备的激光器主要有CO2气体激光器、Nd:YAG固体激光器及光纤激光器,所成形的材料包括各种不锈钢、镍基合金、钛合金等。

相关研究表明,激光快速成形的金属零件具有致密、细小的组织,成分均匀,力学性能达到或超过锻件水平[10-12],表1为激光快速成形不同材料的力学性能。

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

由于该技术在大型钛合金结构件直接成形方面的突出优势及其在飞机等装备研制生产中的广阔应用前景,高性能钛合金结构件的激光快速成形研究一直是该领域的研究重点[3, 10-14]。美国MTS公司于1997年成立了专门从事钛合金飞机结构件激光快速成形技术开发应用的AeroMet公司,与Boeing、Lockheed Martin、Northrop-Grumman等飞机制造商合作,在美国空军、陆军及国防部有关研究计划支持下,进行激光快速成形钛合金飞机结构件的应用关键技术研究,直接成形出各种钛合金飞机结构件,于2000年9月完成了激光快速成形钛合金飞机机翼结构件的地面性能考核试验,构件的静强度及疲劳强度达到飞机设计要求[15],2001年AeroMet公司开始为Boeing公司F/A-18E/F舰载联合歼击/攻击机小批量试制发动机舱推力拉梁、机翼转动折叠接头、翼梁等钛合金次承力结构件,并于2002年率先实现激光快速成形钛合金次承力结构件在F/A-18等战机上的验证考核和装机应用,并制定出专门的技术标准(AMS 4999),图1是AeroMet公司为Boeing公司采用激光快速成形制造的飞机整体钛合金隔框。但由于所成形钛合金结构件的疲劳性能低于钛合金锻件,最终未能实现该技术在飞机主承力结构件上的应用,公司于2005年12月关闭。

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外链图片需谨慎,可能会被源头改

我国于1999年开始金属零件的激光快速成形技术研究,在国家“863”、“973”计划、国家自然科学基金重点项目等的大力支持下,集中开展了镍基高温合金及多种钛合金的成形研究,形成了多套具有工业化示范水平的激光快速成形系统.

家园 这位兄台是真的懂企业,言语中肯。

赶超、创新这类词语只有外行记者感兴趣,拿来比较炫耀。

还是总设计师那句话实在,抓住老鼠的猫就是好猫,谁管它黑白。

家园 花一个
家园 兄弟我也是学材料科学的出身,对你说的这些东西不陌生。

兄弟我也是学材料科学的出身,虽然转行很多年,但对你说的这些东西不陌生。成分-结构-工艺-性能的关系也了解。

初见3D打印,和你现在的感觉差不多,着重考虑的是这个技术需要克服的技术难题,或者这个技术的不合理性。但王教授已经载誉而归,那就要仔细想想他到底在那些方面做到了突破,才能实现这样的成果。除非你坚持认为这是一起战略忽悠局发起的涉及范围极广的战略欺骗事件,否则最好还是低下鼻孔,好好探索一下王教授技术的合理性。

说到锻打,根本目的是均匀组织,增加缺陷,细化晶粒,实现所谓的“劲道”;对于定向锻打,则要求晶粒按一定取向排列,获取各向异性的力学性能。如果王教授真的能够采用技术实现控制晶粒的定向生长,用巧劲来替代蛮力,完全可以用铸的手段实现锻的效果,那么锻打就不是必须的。也完全没有必要再原子或者分子水平上打印。

对于大型,特大型的工件,除了坯料锻打难度高以外,热处理时需要直径非常大的热处理炉,这也是相当困难的。我猜测,传统工艺的生产的工件,力学性能和实验室里的标准样品相比,其实是不很理想的。所以换句话说,王教授的技术需要达到的要求并不太高。

如果上面的猜测基本成立,王教授目前的荣誉已经是实至名归的。当然,他的理论是否能够拓展到其他金属上,还需要继续观察。但在大型,特大型钛合金工件的生产上,已经由此衍生的军工/航天领域完全算是革命性的突破了。

四代机满天飞,919白菜价。

通宝推:njyd,
家园 打印为啥就是万能呢

平面打印也不是万能啊,难道黑白低精度针式打印机就不是打印机了吗?限制材料和精度与打印从来不矛盾,无论二维三维。

家园 有种材料叫铸钢,老式大炮是铸造的
家园 一点点“打印”居然只是毛胚……到机械厂问问什么叫“工装”
家园 整个“打印”过程得多长?视频呢?

待业矿工

发短信 趋加追订 屏蔽

正九品上:儒林郎|仁勇校尉级别

注册:2011-07-27 20:13:40

积分40 乐善2 声望1

家园 2012年报说明产量和产值没?前面1亿多投资到底换来什么
家园 不这样说怎么更好的圈钱呢
家园 根据njyd推荐的链接摘录+点评!

http://app.finance.ifeng.com/data/stock/ggzw/600765/13727297

中航重机(600765)公告正文

中航重机:董事会关于投资建设激光快速成形项目的公告

公告日期 2010-10-13

外链出处

这是njyd推荐的一个链接“

.... 3d打印的一个重要特点就是不需要模具。 (njyd;字883 2013-01-23 11:30:02 ”,笨狼略摘几段——

“与传统制造技术相比,钛合金结构件激光快速成形技术具有以下显著技术优势:

1、高性能钛合金材料制备与大型零件“近净成形”一步完成。

2、零件具有细小、均匀、稳定的快速凝固组织,综合力学性能优异(达到和超过锻件)并可反复“无热损伤”激光修复。

3、无需大型锻造工业装备、大型锻造模具及大规格锻坯制备。

4、零件材料利用率高(可比锻件提高5倍以上)、机械加工余量小、数控加工时间短(可减少80%以上)。

5、制造周期短(可缩短2/3以上)、成本低(可降低1/2以上)。

6、柔性高并具有对产品及结构设计变化的“快速响应”能力。”

究竟是激光快速成型焊接还是一点点打印的?如果是一点点打印,“机械加工余量小、数控加工时间短(可减少80%以上)”又怎么解释?

既然“4、零件材料利用率高(可比锻件提高5倍以上)、机械加工余量小、数控加工时间短(可减少80%以上)。

5、制造周期短(可缩短2/3以上)、成本低(可降低1/2以上)”“科研费拨款为1亿元

2012投产后应该产量很高效益很好才对,2012年末公报怎么体现的?

1.4应用实例2009年10月,北京航空航天大学与上海飞机设计研究所紧密合作,用时不到两个月,即实现了我国首架大型客机C919机头工程样件Ti-6Al-4V 钛合金主风档窗框大型复杂结构件的激光成形制造、热处理、数控加工和交付应用,同时这也是世界上首次实现激光成形钛合金构件在民用客机研制上的应用。

这个要求比主机翼低多了,产品周期说明显然不是歼20的前提

三、项目目标市场分析

1、 军品市场1.1已介入的军品市场激光快速成形技术在飞机钛合金大型整体关键结构件激光快速成形工艺、工7程化成套装备与装机应用关键技术等方面取得了重大进展,在几个重点型号的军机的研制中承担了大型钛合金机构件研制和试制工作,并成功试制出综合力学性能达到和超过钛合金锻件的主承力结构件,得到了军方和中航工业相关单位的高度褒奖和认同。

激光快速成形技术近期可预见比较合理、确定的市场主要集中在几个已认可该技术并需要该技术帮助其突破技术瓶颈的新的军机产品市场。

其中:几个重点型号飞机中涉及的主要零件包括起落架三大构件(共18件/架,总重量2640公斤)、机身主起对接框(共8件/架,总重量1000公斤)、主承力加强框(4-6件/架,总重量520-780公斤)、起落架对接框(1件/架,总重量100公斤)等;所有零件单架合计总重量约为4700公斤。

按上述机型的研制进度,预计2012年后可以进入小批量生产,并陆续批量生产。以某机型为例,2012年后预计每年有3-5架次生产批量,2014年后开始稳定有每年10架次生产批量(其他机型与此类似)。以上零部件按常规锻造加工预计总收入为:2012-2014年1.74亿-2.9亿元/年,2014年以后5.8亿元/年;

如采用激光快速成形技术,产品收入模拟常规锻造加工收入,预计产生利润为:

2012-2014年0.87亿-1.45亿/年,2014年后 2.9亿元/年。

新大运都试飞了,难道919等这个玩艺儿?另外算法让我想到了鸦片战争后英国人根据中国人数算棉布市场增量。结合前面的“4、零件材料利用率高(可比锻件提高5倍以上)、机械加工余量小、数控加工时间短(可减少80%以上)。

5、制造周期短(可缩短2/3以上)、成本低(可降低1/2以上)。

预计产量是不是有问题?究竟是经营者思路有问题还是忽悠不给力呀?

未来几年机翼是实打实的需求,不像质疑霉菌登月录像说丢了就有一大堆跟在我屁股后面反驳可以利用死无对证……

继续引用——“该项目依然存在以下风险:

1、大批量生产还需要大量的人才培养尽管激光快速成形技术目前的生产设备已比较成熟,可以小批量生产大型钛合金结构制件,但该技术所使用工艺流程由于涉及多学科技术,对工艺设计人才的要求极为苛刻,所需人员需要精通机械、数控、材料、电器等多学科知识,短时间内很难大批量培养合格人选满足批量生产需要。同时,所使用设备目前操作较为复杂,对操作工人的素质要求也较为苛刻,同样需要时间培养。

2、激光快速成形技术的进一步深入研究还需要大量的资金投入和相应的国13家政策支持该项技术是多学科技术的综合体,在目前可以小批量生产的前提下还需要进一步深入研究,进行工艺改进、生产设备改进等,这都需要大量的资金投入。为了加快激光快速成形技术成熟进程,除了项目公司加大投入外还需要获得大量的国家研发资金支持。同时,该技术的迅速推广,实现该技术应有的技术革命,需要国家有关部门尤其是军方的大力支持,打破旧有的传统生产的利益格局,帮助该技术制品在大量设备中使用。如果以上支持无法兑现,该项技术可能在相当长的时间内难以大规模批量生产,只能成为一种新技术的展示品。

程序编好,流程定好,定型的如“919主机翼”等增产应该很快,就别找这样那样的借口了,产量产值最能说明问题

至于“所需人员需要精通机械、数控、材料、电器等多学科知识,短时间内很难大批量培养合格人选满足批量生产需要”

有经验的数控机床操作员里面选拔就是,不贵……

为了加快激光快速成形技术成熟进程,除了项目公司加大投入外还需要获得大量的国家研发资金支持。

难道一个亿拨款还不满足?还不能生产再积累?竞争优势哪去了——

4、零件材料利用率高(可比锻件提高5倍以上)、机械加工余量小、数控加工时间短(可减少80%以上)。

5、制造周期短(可缩短2/3以上)、成本低(可降低1/2以上)。

家园 你先说说是不是三D打印吧,别转进。
家园 我现在问你什么是工装,工装与零件是什么关系?

零件需要表面加工不叫毛胚?不管这加工量是多少。

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