重大裝備制造，不僅體現(xiàn)一個國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，更能反映一個國家的科技實(shí)力。如今在制造航空母艦、重型武裝機(jī)械等重大裝備時，運(yùn)用傳統(tǒng)工藝很難完全滿足產(chǎn)品制造的新需求，3D打印的橫空出世，正在重塑著重大裝備制造體系。
3D打印的觸角，如今已延伸到世界許多國家和地區(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，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)國家也紛紛將其列入國家發(fā)展戰(zhàn)略。在美英等國，3D打印技術(shù)的應(yīng)用已覆蓋多個場景。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，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，給相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入了許多新氣息。近兩年，國內(nèi)3D打印技術(shù)取得長足發(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。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項(xiàng)目，使設(shè)備使用壽命提高數(shù)倍。
對于金屬3D打印再制造技術(shù)的未來，許多業(yè)內(nèi)人士也滿懷信心。未來如果利用金屬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，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、自動化等技術(shù)，可能會使飛機(jī)的研制生產(chǎn)周期呈現(xiàn)數(shù)量級降低。
作為工業(yè)界塔頂上的璀璨明珠，航空航天制造領(lǐng)域集成了一個國家?guī)缀醮蟛糠值那把丶夹g(shù)，是國家戰(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)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)ResearchandMarkets預(yù)測，2017-2021年期間全球商用航空3D打印市場將以23%的復(fù)合增速增長。
逐步達(dá)到我國戰(zhàn)斗機(jī)和國產(chǎn)大飛機(jī)等高端制造的需求、制造航空航天高端部件，已然成為金屬3D打印的使命擔(dān)當(dāng)。在國防建設(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。
