原标题:超牛3D打印技术!全球仅中国掌握,美国3次高价求购被拒
“有美国的航空发动机制造商曾三顾茅庐来我这,想出高价购买我们的设备,考虑到这是关系国家与民族切身利益的事儿,我直接拒绝了。”
这是我国数字化制造装备与技术,国家重点实验室张海鸥教授曾说过的话。
他口中的设备就是我们今天要介绍的中国机床之光——铸锻铣一体化金属3D打印技术。这是一项国家重大科技专项,也是唯一一项被我国列入限制出口目录的3D打印技术,并且还荣获了英国发明金奖。
那么这项技术到底是用来干嘛的呢?它究竟厉害在何处呢?
我国的高端机床起步较晚,也一直比较落后。2018年的数据显示,我国高端机床的国产占比率仅有6%,也就是说剩下94%都要靠进口,而且多被美国、德国、日本等国垄断。
除去高额的购买成本,这种高端技术的维修保养,也是需要花高价雇国外的工程师来进行维护,且不允许国内工人观摩维修的过程。这样时间和成本根本把控不了。
长期以来,高端机床技术对于制造业就如同现在的芯片领域受制于别国的光刻机一样,很是难受。
另外随着近些年国际形势的变化,它们害怕我国在高端设备与国防技术上进步太快造成威胁,所以对高端机床的出口限制也愈加严格了。
为了打破西方国家的技术壁垒,高端数控机床也被列为《中国制造2025》计划中。
经过张海鸥团队数十年的探索研究,我国在这一方面终于取得了突破性的进展,铸锻铣一体化金属3D打印技术的出现直接让我国处于领先水平,美国还曾三次想要受购而被拒绝。
那我国的这项3D打印技术到底厉害在哪?为什么连美国都想要买我们的?它和一般的3D打印又有什么不同呢?
在这里我们可以用一个例子来解释一下,假如我们要造一口铁锅出来。现在的方法就是把铁融成水,然后将水倒入模具中冷却,形成一个锅的形状。这就是我们所说的铸造。
但这样造出来的东西看着还行,往往强度不够,容易裂开、断开或是变形。所以,你可以观察一下现在质量好的锅,它们一般都很重很厚,但这对于力量小的人来说,炒起菜来就很力不从心了。
这时候又出现了另一种叫锻造的技术,经过上万次的锻打,可以使得成品在强度、韧度等各方面远好于铁铸锅。
而我们常见的民用3D打印,被网上吹得上天入地无所不能,而实际应用起来的原理还是比较简单的。
它就是将塑料融化,然后再慢慢地堆积出原先设计好的形状,尽管它号称可以打印出任意想要的形状。
但这种3D打印出来的东西,硬度和强度都一言难尽,打个玩具零件、手办模型什么的将就将就还行。
但这座种把融化的塑料慢慢堆积在下面已经硬化冷却的塑料上面,效果甚至还比不上人家用模具浇铸出来的、一体成型的塑料零件。
这要是打印个飞机高铁什么的关键零件,有人敢用吗?
虽然目前也有金属材质的3D打印,原理和上面提到的差不多,但如果对强度有着很高的要求,目前来说是非常难实现的。
理论上来说,3D打印的强度还不如铸造的高,而张海鸥教授团队研制的这个铸锻铣一体化3D打印技术,并不仅仅是简单的3D打印,还可以同时实现边铸边锻、铣削一体化。
不仅全面提高了制件强度、韧性、疲劳寿命及可靠性,也降低设备投资和原材料成本。
解决了我国航空发动机领域异形复杂零部件在高温、重载、无冷切条件下的低成本、高效率和高精度的制造的难题,我国也因为这项技术成功打印出了大型航空发动机的高温合金机匣、磁浮列车悬浮架关键支撑部件。
这项技术在国际上斩获多项大奖。包括第45届日内瓦国际发明展金奖、第19届英国发明展双金奖、提名2020年度国家技术发明奖一等奖等。并且还被国家列为禁止出口的技术,可见其中的不一般。
毕竟这项技术是限制出口级别的,有许多细节并不是我们普通人可以接触到的。但显而易见的是,要想打破西方发达国家的技术壁垒,我们要付出日复一日、年复一年的努力。钻研并非一日之功,也祝愿中国的科技能够再上一层楼!
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