西北工業大學研制出3D新技術 可“打印”機翼

近水樓臺

這是為國產大飛機C919打印出的中央翼緣條

用3D打印技術“打印”出來的鈦合金鏤空球體

不久前開放的全國首家3D“打印照相館”，將神奇的3D打印技術帶入古城市民的生活。甚至連醫用假牙、植入關節，甚至航空航天的關鍵配件等結構復雜的金屬物件，都在西北工業大學裏變魔術般的一一“打印”出來。

3D打印學名叫增材制造技術，原理是將計算機設計出的三維模型分解成若幹層平面切片，然後把“打印”材料按切片圖形逐層疊加，最終“堆積”成完整的物體。

西北工業大學凝固技術國家重點實驗室，是我國3D打印技術研發最出色的單位之一，主要發展名為“激光立體成形”的3D打印技術。該技術通過激光融化金屬粉末，幾乎可以“打印”任何形狀的產品。其最大的特點是，使用的材料為金屬，“打印”的產品具有極高的力學性能，能滿足多種用途。

“隨著航空航天技術的發展，零件構造越來越復雜，力學性能要求越來越高，重量卻要求越來越輕，通過傳統工藝很難制造。而3D打印則可以滿足這些需求。”西工大凝固技術國家重點實驗室主任黃衛東說。

昨日，在這個實驗室，記者透過“打印機”的玻璃窗看到，一束激光在計算機控制下移動，激光頭兩側噴嘴噴出的金屬粉，被激光熔化，一層層凝固、堆積。一小會兒，一個結構復雜的金屬件展露出雛形。

為國產大飛機C919制造中央翼緣條，是3D打印技術在航空領域應用的典型。據黃衛東介紹，中央翼緣條長達3米，是大型鈦合金結構件，作為機翼的關鍵部件，以我國現有制造能力無法滿足需求，如果向國外采購，勢必影響大飛機的國產化率。西工大與中國商用飛機有限公司合作，應用激光立體成形技術解決了C919飛機鈦合金結構件的制造問題。“激光立體成形制造成本與國外鍛壓制造成本差不多，最重要的是形成了具有自主知識產權的特色新技術。”黃衛東說，這項技術在航空航天發動機等關鍵部件的制造上也得到了運用。

西工大3D打印技術對零部件的修復也獨樹一幟。航空航天零件結構復雜、成本高昂，一旦出現瑕疵或缺損，只能整體更換，可能造成數十萬、上百萬元損失。而通過3D打印技術，可以用同一材料將缺損部位修補成完整形狀，修復後的性能不受影響，大大節約了時間和金錢。

黃衛東說，3D打印技術其實離生活非常近，不僅僅是打印立體照片，在醫學上也得到應用，比如植入的人工關節以往是按型號選配，通過3D打印技術，則可以制作最適合患者的鈦合金關節。

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