3D打印技术对航空制造业发展的影响
马倩倩 秦文 曹朔
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马倩倩 秦文 曹朔,. 3D打印技术对航空制造业发展的影响[J]. 航空航天学报,2024.2. DOI:10.12721/ccn.2024.157010.
摘要: 随着我国现代化建设进程的不断加快,各领域相继开展了自身的改革工作,从而为各种新型科学技术的出现奠定了坚实的基础,在这样的时代背景之下,各种科学技术层出不穷。在这其中3D打印技术不可忽视,在各领域之中都有着极其广泛的应用,本文结合3D打印技术体系的发展现状,对其应用前景和发展趋势进行了综合性的分析,希望能够系统的整理3D打印技术对制造行业所带来的冲击。并且健全技术应用体系,希望能够为我国航空航天制造领域的发展提供新的思路与方向。
关键词: 3D打印技术;航空制造企业;问题与应用方向
DOI:10.12721/ccn.2024.157010
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一、3D打印技术

互联网技术再生能源技术等等新型技术的出现和融合,使得各行业的生产能力进一步扩大,我国公民的生产生活方式也得到了一定的改变。社会经济框架必然会向着新的经济模式方向转变,尤其是再生能源的利用,生产模式的改革以及市场发展方向的微调。3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志,一直被认为是推动行业发展,推动工业革命的重要契机,已经受到了世界各国的广泛关注。该项技术具有着前沿性,先导性,以及前瞻性,能够从传统的生产方式中脱颖而出为生产工艺体系的变革奠定坚实的基础,不仅仅具有着应用的灵活性,而且还能够大幅度的降低生产中对材料的消耗,适用于多品种,大批量复杂结构的生产使用。这与航空航天领域的生产需求不谋而合,一经出现就在航空制造领域获得了广泛的应用。

二、3D打印技术的主流技术手段

2.1光固化立体成形

光固化立体成型技术是由美国相关的公司在20世纪80年代研发推出,利用树脂叶槽中的液态光酶树脂,利用激光的扫射,让其快速的成型固化,能够保证自身工作结构的精密性,但是总体来说,结构的强度等级不足,而且工作效率相对较为低下,只有等材料在激光照射下固化之后,工作台下降到下一层的薄片进行第2层的激光扫描固化,使得生产过程周而复始的推荐,直到整个产品设计生产完成。

2.2分层实体制造

分层实体制造应用工料机,将底面涂有热熔胶的箔材一段段的送至工作台的上方。然后应用激光切割技术,按照计算机系统提前设置好的参数和截面尺寸,利用激光束对材料进行轮廓线的切割,最终形成相对应的生产材料构件。

三、3D打印技术及产业发展

3D打印技术的发展历史十分的悠久,早在上世纪80年代,美国公司就推出了第一款可应用于工业生产的3D打印设备,短短几年就席卷了大部分的应用市场。3D打印设备主要的应用方向可以分为两种,其一种就是大型企业为了能够使得自身的产品开发,更加具有现代化和可应用特点所开发的产品生产服务,例如波音公司福特公司等等大型产业。除此以外,另一种方式为小型的局域范围内应用多为大学或者是研究所所应用,由部分少量的专业技术人员和一台数字3D打印机共同形成数据中心,对中小型企业提供服务。我国也相继开展了3D打印技术的自主研发,多个高校与研究所展开合作,推动其产业化运作,是我国材料领域,机械制造领域的重要推动力量。

四、3D打印技术在航空领域中的应用

3D打印技术在航空航天制造领域有着极其广泛的应用,是推动该领域现代化改革建设的重要支持技术之一。3D打印技术在航空领域中的主要应用集中于外观验证,产品直接制造,以及精密熔膜铸造等等多方面。

中国航空航天大学与我国的主要飞机设计研究所等等单位,共同构建了紧密的合作关系,进行生产学习研究一体化的发展道路,主要针对大型飞机,航空发动机等等国家重点战略需求,进行技术的研发,经过与世界对接,全面突破了高强度钢等等重点难点大型复杂整体关键构件的激光形成工艺壁垒。已经站在了世界发展的前沿,形成了独属于我国的技术特色体系。

五、3D打印技术对于航空制造领域发展方式的变革

5.1制定新的标准

航空航天制造领域,在发展建设的过程中,需要应用3D打印技术,对传统的生产制造流程进行优化与升级,能够突破传统制造产业所带来的束缚,使得生产打造的流程简化,工作速度进一步加快,整体来说需要,在制造模式之上进行新型标准的制定,更加偏向于数字化个性化和分散化的定制生产,不需要航空航天制造企业提前储存大部分的零部件,也不需要应对式的大量生产,就能够满足航空航天发展的需求。

5.2缩短上市时间

3D打印技术不需要机械加工,或者是提前生产任何的加工模具,可以在生成计算机生产图纸之后获取图纸中的数据信息,就能够生产出任何形状的机械零部件。这就极端的压缩了零部件的生产周期,也使得部件的研发周期进一步缩减。这对于航空航天制造领域的上市来说,有着极大的推动作用,避免浪费较多的时间成本和试错资金。

5.3开放式的产品设计,优越式的产品性能

3D打印技术不仅仅能够使得设计者与消费者之间的沟通更加的通畅,还能够使得产品的设计风格和设计思路展现更加直观,消费者在提出相关的改革意见时,也可以直接进行产品的直接制作,从而探讨其可应用性和产品价值,使得消费者能够微观调整自身的需求产品,使得产品更加迎合市场的发展,还能够使得产品的自身性能得到显著的提高,3D打印的产品是属于无缝衔接,结构之间的稳固性和连接强度远远高于普通的焊接工艺强度。

六、结束语

综上所述,3D打印技术的优势不言而喻,对于我国航空制造领域的发展来说,起到了积极的促进作用。本文立足于航空制造产业,现如今的困境,深入的剖析3D打印技术应用方向,希望能够推动航空制造产业的现代化发展。

参考文献:
[1]赵亮,刘鹏,郑敬超,杜严,赵云南,柯福鑫.金属3D打印技术工艺探索及应用[J].汽车工艺与材料,2023(02):1-8+15..

[2]周贺,李淳,毕轩,张建龙,王玉军,焦广锐,安伟忠,张海懋.航天制造中的3D打印技术综述[J].南方农机,2023(05):151-153.

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