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2月18日,隨著西安交通大學青島研究院項目的簽約,神奇的3D打印技術來到了青島。據了解,此次落戶膠州市濱海新區的西安交通大學青島研究院,先期進駐平臺主要有機械學部、電氣學部、材料學部和能源與動力學部。其中,機械學部依托中國工程院盧秉恒院士主持、將在膠州設立分中心的快速制造國家工程研究中心,主要從事快速成型制造(3D打印)項目成果的合作轉化,逐步實現批量生產。
據介紹,3D打印就是快速成型技術的一種,它運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過一層又一層的多層打印方式,最終可以直接打印出產品,形成“數字化制造”。
最早的3D打印技術出現于上個世紀80年代的美國,但是由于材料和機器極其昂貴,3D打印并沒有大范圍商用。近年來,隨著3D打印材料的多樣化發展以及打印技術的革新,3D打印不僅在傳統的制造行業體現出非凡的發展潛力,更延伸至食品制造、服裝奢侈品生產、影視傳媒以及教育等多個與人們生活息息相關的領域。
在簽約儀式前,盧秉恒院士作了“3D打印與飛機制造”專題學術報告會,盧秉恒院士表示,3D打印具有制造周期短,適合單件個性化需求等特點,在制造大型薄壁件、蜂窩狀復雜結構部件、鈦合金等難加工、易熱成形零件方面具有較大優勢。
一個機械零件,甚至是一架飛機,都可以“打印”出來,3D打印在航空制造中具有無可比擬的優勢。盧秉恒介紹,傳統飛機制造成本高,切削加工要去除95%以上的材料,3D打印技術則利用金屬粉末只打印必需的部分,不浪費一點兒金屬,節省了原材料。與傳統制造方法相比,3D打印制造出的零件更輕,能夠實現結構、型面復雜多樣,并且都是自然無縫連接,結構之間的穩固性和連接強度要遠遠高于傳統方法。
“傳統的飛機制造、裝配工序長,僅機體鉚接就有數萬個,機身是由上下左右四塊整版焊接而成,目前一個飛機制造廠一年加班加點也就能生產四五十架飛機。而通過3D打印制造一架飛機的機身,粗略估算也就需要300小時左右,并且是一次成型,強度好,安全性高。”盧秉恒說,3D打印技術可以使飛機制造工序大為簡化,為飛機結構的創新設計提供了很大的空間,可實現飛機快速研發和快速小批量制造。
盧秉恒透露,目前已有在青島建立膠東3D成型技術研究院的設想,主要進行3D打印機身的應用驗證以及鈦合金飛機機身3D打印、3D成型飛機精密件制造等工藝的產業化開發。