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振奮!國產大發動機3D列印終於成功:未來航母想造多少就造多少

據最新公布的消息稱,我有關國防科研部門正積極開展所謂艦載3D列印技術的研究,並已將其作為2018-2019年國防科技創新快速響應小組的重點研發項目,其首期研發經費就達3800萬元。據公開資料介紹,3D列印增材製造技術最先在航空航天領域得到應用並繼續快速發展。美國率先將增材製造技術應用於該國的航空航天領域,例如美國空軍就和洛克希德·馬丁公司、Sciaky公司合作,使用電子束增材製造技術來製作F-35戰鬥機部件。

我國在3D列印增材製造應用領域處於世界領先水平:華北某航空航天大學和東北某飛機設計研究所、西北某飛機設計研究院等單位共同研發出鈦合金、超高強度鋼等大型關鍵構件激光熔化沉積增材製造工藝、裝備、標準和應用關鍵技術,並已生產出30餘種鈦合金,超高強度鋼大型整體關鍵主承力構件,這些部件在我國的多型戰鬥機,大型軍用運輸機,C919幹線飛機原型機等飛機中得到了工程應用,解決了這些飛機研製的瓶頸難題 。

然而由於現代鋼製船體通常是薄殼結構,使用上述的3D列印的方法很難達到高性價比的「空間/自重」比,所以金屬增材製造技術在大型鋼結構船體直接製造中還是較難實現的,但將3D列印用於船舶與艦艇再製造與實時維修領域,還是大有潛力可挖的。海軍艦艇編隊執行遠洋護航、遠海訓練、戰備演練和作戰等任務過程中,艦船、艦載機、兩棲裝備面臨惡劣海洋環境下的腐蝕、老化、磨損,以及任務期間造成的各種損傷,降低裝備可靠性,嚴重影響裝備完好率,甚至危及生存安全。依靠後方保障基地或修造廠的傳統保障方式,距離遠、流程複雜、工序多、響應慢,難以滿足任務期間裝備損傷快速修復、隨船備件快速製造等保障需求,嚴重製約著戰鬥力生成和保持。

例如我海軍大型艦艇用國產燃氣輪機定向晶渦輪葉片、航母艦載機使用的某進口渦扇發動機渦輪葉片由於受海洋環境的影響,葉片的熱腐蝕成為使用中的典型故障之一,它不僅降低了艦載燃氣輪機和渦扇發動機的使用效能,而且還增加了維修的工作量和費用,如果要將其運回岸上基地進行維修,將大幅降低我軍主戰艦艇和艦載戰鬥機的作戰效能,甚至會因此導致作戰失敗。目前某大型艦載燃氣輪機機組或某新型汽輪機組已經開始使用國產3D列印生產的渦輪葉片,目前艦載汽輪機機組渦輪葉片生產我國已經獲得全面突破正因為動力上的技術突破和革新,理論上我國大型水面艦艇和航母可想怎麼建造怎麼建造,造多造少 全部掌握在自己手裡。而且3D列印修復技術被認為是實現定向晶或單晶空心葉片高性能修復最有效的途徑。據公開資料披露,中船重工某研究所在3D印表機技術領域取得了重大突破,藉助直接金屬激光燒結快速成型技術實現了零件製造,成為了世界上第四家掌握該技術的企業。

因此在船舶維修製造領域,各種複雜結構零件、特種零件、合金構件、複合材料構件及結構功能構件的增材製造及修復技術有望在不久的將來獲得重大突破。東北某飛機設計研究所也正在積極開展艦載機3D列印「急救包」的研製工作,正在研製一種「集裝箱」式能耐高溫、高鹽、高濕海洋環境及浪涌、快速機動航行等複雜艦載狀態的3D列印模塊化維修車間,滿足平時及戰時對艦載機鈦合金、鋁合金、鋼材等金屬材料框架、壁板、接頭、墊片等典型構件快速修復或快速製造需求,大幅提高我艦載機戰損後應急維修的能力。必要時位於陸上的研究設計部門還通過遠程網路連接直接控制隨艦的3D列印設備,快速增材製造出飛機和武器設備升級改造套件,大幅提高我海空現役裝備戰鬥力。

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