近日，據(jù)外媒報道稱，去年12月首飛的第二架中國殲31“鶻鷹”隱身戰(zhàn)斗機(jī)采用了由沈陽航空航天大學(xué)利用3D打印技術(shù)制造的鈦合金承力構(gòu)件。這也是在公開報道中，中國首次公開了在新型隱身戰(zhàn)機(jī)的承力構(gòu)件上應(yīng)用這一技術(shù)，具有十分重要的意義，在一定程度上領(lǐng)先于歐美及俄羅斯。因此，有軍迷表示，中國殲31戰(zhàn)機(jī)距離大功告成已經(jīng)不遠(yuǎn)了。
3D打印技術(shù)是比較形象的稱呼，其在工業(yè)制造上的正式名稱應(yīng)該叫做激光增材制造工業(yè)。以新聞中殲31“鶻鷹”隱身戰(zhàn)斗機(jī)的鈦合金承力構(gòu)件為例，就是利用激光束產(chǎn)生的高溫使鈦合金粉末熔化，之后利用特殊的“打印頭”以堆積凝固成型的方法來生成零部件或者整體部件的外形。
圖為網(wǎng)上流傳的殲31戰(zhàn)機(jī)3D打印鈦合金承力構(gòu)件
在3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用之前，如果要制造殲31“鶻鷹”隱身戰(zhàn)斗機(jī)的鈦合金承力構(gòu)件，通常采用傳統(tǒng)的鑄造或鍛造工藝來生產(chǎn)出毛坯。之后，毛坯經(jīng)過擠壓、切削等工藝成型，再經(jīng)過表面處理，最后完成成品。這種傳統(tǒng)加工工藝最大的問題在于成品所保留的材料有時只占毛坯的10%左右，90%的材料都在加工過程中作為廢掉切掉了，另外，傳統(tǒng)加工工藝的生產(chǎn)制造成本也很高。
3D打印技術(shù)出現(xiàn)后，相比傳統(tǒng)加工工藝的最大優(yōu)勢就是彌補(bǔ)了后者的缺陷。首先，因為采用的是增材加工工藝，可以按照生產(chǎn)零部件的所需來投放材料，由于采用了疊加技術(shù)，原材料可以節(jié)約90%左右，從而大大節(jié)省了材料成本。此外，3D打印技術(shù)采用的是全自動化生產(chǎn)方式，當(dāng)技術(shù)人員完成零部件加工3D建模后，向3D打印設(shè)備輸出指令即可。從3D打印設(shè)備啟動到最后完成零部件生產(chǎn)，基本上無需人工干預(yù)。
圖為試飛中的殲31隱身戰(zhàn)機(jī)
此前，中國航空工業(yè)已經(jīng)在殲-15機(jī)身鈦合金整體加強(qiáng)框上應(yīng)用了3D打印技術(shù)。2012年1月18日，由北京航空航天大學(xué)航空材料專家王華明主持的“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”項目獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎。由于中國在3D打印技術(shù)上與國外基本上是同時起步，而且一開始的起點就很高，因此目前已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
當(dāng)然，3D打印技術(shù)也有自身的某些不足需要加以克服和彌補(bǔ)，比如加工時間比較長。中國第一代自主研制的大型干線客機(jī)C919的主風(fēng)擋整體窗框就采用了3D打印技術(shù)，整個加工過程需要耗時55天。如果是大批量生產(chǎn)，如何保證供應(yīng)是個問題。此外，3D打印技術(shù)生產(chǎn)的大型零部件，尤其是像殲31“鶻鷹”隱身戰(zhàn)斗機(jī)這樣的鈦合金承力構(gòu)件，還要通過靜力試驗、飛行試驗以及長期疲勞壽命考核，才能真正驗證其強(qiáng)度和安全性。
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