增材制造技術︰開啟裝備“復制”新時代

來源︰中國軍網綜合作者︰張乃千責任編輯︰張碩
2017-09-01 04:01

在缺少設計圖紙細節的情況下,助力老式“台風”戰機一飛沖天的就是增材制造技術。相比于傳統制造,增材制造不需要模具、刀具、夾具以及多道加工工序,只需要一台簡單設備就可快速而精密地“自由制造”出各種形狀復雜的奇特零件,可謂是現代加工制造領域的“顛覆者”。近年來,隨著增材制造技術的突破性進展,世界軍事大國紛紛將目光集中在這一重要領域。美國國防部、歐洲防務局等相繼推出“增材制造路線圖”或開展前沿性軍事應用研究,欲將增材制造打造成未來戰場作戰裝備維修保障領域的技術“大拿”,甚至有望成為軍事裝備發展變革的新型動力引擎。 

制圖︰余鎧成

麥肯錫全球研究所發布的12項顛覆性技術中,增材制造技術與移動互聯網、物聯網、雲技術和智能機器人等榜上有名,被視為第三次工業革命開始的重要標志——

增材制造︰開啟裝備“復制”新時代

■張乃千

“復制再制造”時代到來

如今,提到軍事科技創新,人們首先會想到顛覆性技術。顛覆性技術是指另闢蹊徑、可對傳統或主流技術產生顛覆性效果的先進技術,或許就是下一場高技術戰爭勝敗結果的“顛覆者”。

人們習以為常的傳統制造,最大的問題就在于其是“減材制造”。這種成熟于工業革命時期的制造方法,必須首先找到較大的材料物體,從較大的外形開始制備或修形,直至通過去除部分材料裁剪到理想形狀。這種“不緊不慢”的制造流程,往往需要多次嘗試才能得到合適的生產模型。同時,生產各種復雜零部件的工具也要花去大量時間。隨著現代社會節奏的日益加快,它已不能適應裝備制造的發展要求。

如今,可實現“復制再制造”的增材制造技術應運而生。增材制造技術是一種把各種材料添加到一起逐層疊加,以形成更大物體的技術。增材制造技術的出現,使得原本難以復制的高精度材料變得“得來全不費工夫”,甚至可以被批量復制生產。增材制造技術主要通過計算機建立三維數據模型,依靠材料累加成型,最終得到成型的三維物體材料。尤其是隨著計算機軟硬件技術的發展,增材制造的內涵與類型也不斷發生變化,目前主要包括光固化打印、選擇性激光打印、熔融沉積打印等。

從理論上講,增材制造不僅制造速度快而且幾乎無所不能。早在2014年,空中客車公司就宣稱利用增材制造技術完成了飛機零部件及機身結構的制造工作。近年來,隨著工藝過程不斷優化,適用材料品種不斷增加,增材制造技術的生產效率、產品精度和質量獲得穩步提升,可以制造各類復合材料甚至器官的增材制造技術也已經出現,將在經濟生活、工業生產和航空航天等領域發揮重要作用。與此同時,世界軍事大國相繼投入巨資開展增材制造技術研究,或將在未來軍事裝備發展領域形成獨特的技術高地。

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