中國商飛北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心(北研中心)發(fā)展戰(zhàn)略研究部高級(jí)工程師孫香云在接受《中國信息化周報(bào)》記者獨(dú)家采訪時(shí)介紹,北研中心是中國商飛重點(diǎn)建設(shè)的高層次海外人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地,是開展民用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究,背景型號(hào)總體論證,民機(jī)戰(zhàn)略性、前瞻性、關(guān)鍵性和基礎(chǔ)性技術(shù)研究機(jī)構(gòu)。
孫香云重點(diǎn)向記者介紹了中國商飛在C919研制中對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用的探索與實(shí)踐,以及該技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用情況。目前,在航空領(lǐng)域,3D打印技術(shù)備受關(guān)注,波音、空客、GE都將其作為戰(zhàn)略性技術(shù)進(jìn)行攻克,并開展布局建設(shè)。中國商飛的高層領(lǐng)導(dǎo)非常具有戰(zhàn)略眼光,高度重視3D打印技術(shù),強(qiáng)調(diào)商飛一定要在這方面不斷嘗試推進(jìn)。
商飛為什么要如此重視3D打印,孫香云認(rèn)為原因有兩個(gè):一是像研制C919這種大型民用飛機(jī),采用3D打印技術(shù)替代傳統(tǒng)方式,從時(shí)間和成本角度考慮,可以有效解決產(chǎn)品的研制進(jìn)度和周期等問題;二是3D打印技術(shù)可能給大飛機(jī)甚至是航空業(yè)帶來本質(zhì)性變革,從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到運(yùn)營和維修的理念和模式,都會(huì)產(chǎn)生影響。
其實(shí),早在2013年,就有媒體報(bào)道,國產(chǎn)大飛機(jī)C919長達(dá)3米的中央翼緣條就是用3D打印的鈦合金結(jié)構(gòu)件。西工大與中國商飛合作,應(yīng)用激光立體成形技術(shù)解決了C919飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件的制造問題。“激光立體成形制造成本與國外鍛壓制造成本差不多,最重要的是形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特色新技術(shù)?!蔽鞴ご竽碳夹g(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任黃衛(wèi)東在接受采訪時(shí)說。
其實(shí),除了3D打印中央翼緣條,C919還裝載了28個(gè)3D打印鈦合金零部件,分別應(yīng)用在C919前機(jī)身和中后機(jī)身的登機(jī)門、服務(wù)門以及前后貨艙門上。而這些零部件是由C919大飛機(jī)前機(jī)身和中后機(jī)身大部段主要生產(chǎn)商——中航工業(yè)洪都委托飛而康快速制造科技有限責(zé)任公司(簡稱飛而康科技)生產(chǎn)的。
成立于2012年8月的飛而康科技是航天航空和醫(yī)療機(jī)械行業(yè)的金屬3D打印解決方案提供商,業(yè)務(wù)板塊涵蓋從原材料金屬粉末制備、打印工藝,到后期性能改進(jìn)、熱處理以及機(jī)加工和檢測的全流程,甚至可為客戶提供一條龍建廠及提供技術(shù)支撐等方案。
當(dāng)年空客公司實(shí)現(xiàn)3D打印標(biāo)準(zhǔn)化并將其納入供應(yīng)鏈,標(biāo)志著3D打印真正進(jìn)入到航空制造應(yīng)用領(lǐng)域。而現(xiàn)在中國商飛在第一架商用大飛機(jī)C919上使用3D打印技術(shù),也標(biāo)志著在這一方面,我們并不落后于國外。
說到為什么會(huì)選擇飛而康科技,公司董事長沈于藍(lán)在接受《中國信息化周報(bào)》記者獨(dú)家采訪時(shí)表示,因?yàn)轱w而康科技擁有強(qiáng)有力的技術(shù)團(tuán)隊(duì),團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)服務(wù)于波音、GE等客戶,因此商飛和飛而康科技,共同設(shè)定建立了3D打印適用于民航的體系要求,而后經(jīng)過3年多的驗(yàn)證,飛而康的技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)過了各種性能指標(biāo)的檢測,最終積累了驗(yàn)證性能的數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)結(jié)果表明飛而康科技的3D打印產(chǎn)品具備航空要求的可重復(fù)性和穩(wěn)定性,能夠上到民用飛機(jī)。所以飛而康科技承擔(dān)了這些艙門零部件的3D打印生產(chǎn)。
沈于藍(lán)介紹,2016年6月,飛而康科技應(yīng)商飛公司要求,緊急啟動(dòng)了C919型飛機(jī)風(fēng)扇進(jìn)氣入口構(gòu)件的研制,該構(gòu)件位于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛內(nèi),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是重要的功能部件。飛而康科技采用基于SLM的3D打印技術(shù),對(duì)風(fēng)扇進(jìn)氣入口構(gòu)件的這種鈦合金薄壁結(jié)構(gòu)開展了技術(shù)攻關(guān)。飛而康科技整個(gè)參研團(tuán)隊(duì)放棄休息,全情投入,經(jīng)過不懈的努力在2個(gè)月時(shí)間內(nèi)先后攻克了鈦合金大型薄壁件常見的應(yīng)力開裂和型面變形等問題,按時(shí)完成了產(chǎn)品交付。
沈于藍(lán)也作為3D打印行業(yè)供應(yīng)商代表被邀請(qǐng)到上海浦東國際機(jī)場現(xiàn)場見證了C919的首飛。對(duì)于C919成功首飛的感言,沈于藍(lán)表示,這是國之大器,航空人夢(mèng)想的商用大飛機(jī)在中國得以研制并成功首飛,對(duì)我國航空事業(yè)意義重大,這不僅標(biāo)志著航空工業(yè)人士多年的心血得到了收獲,也證明了國家要做好航空的決心,這對(duì)廣大航空人來說也是個(gè)積極的信號(hào)。
對(duì)于接下來的任務(wù)安排,沈于藍(lán)表示:“第一,我們會(huì)嚴(yán)格執(zhí)行體系要求來生產(chǎn)C919的航空部件。第二,我們會(huì)繼續(xù)協(xié)同商飛切入零件的設(shè)計(jì)優(yōu)化和打印方案優(yōu)化,旨為C919提供通過3D打印的零部件來實(shí)現(xiàn)減重的要求。另外,接下來我們公司也會(huì)考慮投入到次承力件的3D打印研發(fā)中去。”而對(duì)于未來一旦大量生產(chǎn)的情況,如何保證穩(wěn)定、高質(zhì)量的生產(chǎn),沈于藍(lán)表示,飛而康也都有布局安排,在現(xiàn)有3D打印機(jī)的基礎(chǔ)上已經(jīng)有年新增10臺(tái)的規(guī)劃,做更多配套,把產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量提升上去。
而對(duì)于3D打印技術(shù)的價(jià)值,除了已經(jīng)安裝在C919飛機(jī)上的構(gòu)件,孫香云也向記者介紹了更多:在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,在三維數(shù)模設(shè)計(jì)完成后用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)原型快速制造,以縮短結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證周期;特別是對(duì)未來新奇構(gòu)型飛機(jī)的探索工作中,采用3D打印技術(shù)可快速制造出新構(gòu)型模型,快速地進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)證與修改,甚至進(jìn)行吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)。從目前來看這也是非??尚小⒂行业统杀镜姆椒?。在制造環(huán)節(jié),3D打印技術(shù)在模具制造、工裝制造與修補(bǔ)等領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景;在客服領(lǐng)域,3D打印技術(shù)可在工業(yè)設(shè)計(jì)、緊缺件制造和維修等方面有所實(shí)踐。
她認(rèn)為,目前比較值得用3D打印技術(shù)制造的構(gòu)件有兩類:第一類是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,對(duì)功能有特殊要求,傳統(tǒng)制造方式不容易生產(chǎn)出來的;第二類是構(gòu)件尺寸很大,而傳統(tǒng)制造方法,如鍛造和鑄造所需的設(shè)備很少有的情況,“極端情況下,滿足要求的大型鍛造機(jī)全世界也沒有幾臺(tái),就算不計(jì)成本到那兒排隊(duì)生產(chǎn),研制周期也是等不起的?!痹趯O香云看來,對(duì)于民用飛機(jī)來講,能夠切實(shí)實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)減重設(shè)計(jì)理念,一定是在解決了3D打印制造過程的穩(wěn)定性及其質(zhì)量監(jiān)控手段有效保障的前提下。目前,這也是大家努力的方向。
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