1.縮短新型航空航天裝備的研發(fā)周期
航空航天技術(shù)是國防實力的象征,也是國家政治的體現(xiàn)形式,世界各國之間競爭異常激烈,因此,各國都想試圖以更快的速度研發(fā)出更新的武器,使自己在國防領(lǐng)域處于不敗之地。而金屬3D打印技術(shù)讓高性能金屬零部件,尤其是高性能大構(gòu)建的制造流程大為縮短。無需研發(fā)零件制造過程中使用的模具,這樣就可以極大地縮短產(chǎn)品研發(fā)制造周期。
2.提高材料的利用率,節(jié)約昂貴的戰(zhàn)略材料,降低制造成本
航空航天制造領(lǐng)域大都是在使用價格昂貴的戰(zhàn)略材料,比如像鈦合金、鎳基高溫合金等難加工的金屬材料。傳統(tǒng)制造方法對材料的使用率很低,一般不會超過2%—5%,材料的極大浪費也就意味著機械加工的程序復(fù)雜,生產(chǎn)時間周期長。如果是那些難以加工的技術(shù)零件,加工周期會大幅度增加,制造周期明顯延長,從而造成制造成本的增加。3D打印技術(shù)只需進行少量的后續(xù)處理即可投入使用,材料的使用率達到了60%,有的甚至達到了90%以上,可以降低制造成本,節(jié)約原材料。
3.優(yōu)化零件結(jié)構(gòu),減輕重量,增加使用壽命
對于航空航天武器裝備而言,減輕重量是永恒不變的主題,不僅可以增加飛行裝備在飛行過程中的靈活度,而且增加載重量,節(jié)省燃油,降低飛行成本。傳統(tǒng)制造方法已經(jīng)將零件減重發(fā)揮到了極致,但3D打印技術(shù)的應(yīng)用,可以優(yōu)化復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu),在保證性能的前提下,將復(fù)雜結(jié)構(gòu)變換重新設(shè)計成簡單結(jié)構(gòu),從而起到減輕重量的效果。3D打印技術(shù)通過優(yōu)化零件結(jié)構(gòu),使零件的應(yīng)力呈現(xiàn)出最合理化的分布,減少疲勞裂紋產(chǎn)生的危險,從而增加使用壽命。
4.零件的修復(fù)成型
金屬3D打印技術(shù),除用于生產(chǎn)制造之外,其在金屬高性能零件修復(fù)方面的應(yīng)用價值絕不低于其制造本身。就目前情況而言,金屬3D打印技術(shù)在修復(fù)成型方面所表現(xiàn)出的潛力甚至是高于其制造本身。以高性能整體渦輪葉盤零件為例,當(dāng)某一葉片受損,則整個渦輪葉盤將報廢,直接經(jīng)濟損失高達百萬元。
而使用了3D打印技術(shù)以后,在受損部位進行激光立體成型,就可以恢復(fù)零件形狀,且性能滿足使用要求,甚至是高于基材的使用性能。由于3D打印過程中的可控性,其修復(fù)帶來的負面影響很有限。
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