如果F—22用中國3D打印技術可減重40%

中國尖端戰機“井噴”的一大功臣

近日，在中國北京國際科技產業博覽會上，中航工業與北京航空航天大學聯合展示了獲得2012年度“國家技術發明獎一等獎”的飛機鈦合金大型整體關鍵構件激光成型技術，以及通過其生產出的一個5平方米鈦合金加強框。

據外媒報道，3D打印技術正在被大面積用于中國正在研發中的首款航母艦載機殲-15、多用途戰機殲-16、第五代重型戰斗機殲-20、第五代中型戰斗機殲-31，以及商飛的民用大飛機C919上。

據央視新聞頻道報道，殲-15總設計師孫聰在兩會期間透露，鈦合金和M100鋼的3D打印技術，已被廣泛用于殲-15的主承力部分，包括整個前起落架。

西北工業大學材料學院教授黃衛東的團隊，曾制造出一根3米長的鈦合金構件，作為C919機翼的重要部件。據他透露，中國發展能替代傳統復雜制造工藝的3D打印技術，已有將近20年了。

其實，目前我國已具備了使用激光成型超過12平方米的復雜鈦合金構件的技術和能力。

3D打印技術的應用，大大加速了國產尖端戰機的研發進度。依托激光鈦合金成型造價低、速度快的特點，沈陽飛機工業集團在一年之內連續組裝出殲-15、殲-16、殲-31等多型戰斗機，并進行試飛。

最大好處是令戰機性能獲得巨大提升

質量輕、強度高、耐高溫的鈦合金，是軍用飛機的關鍵材料。然而，鈦合金昂貴的價格與特殊的材料屬性，導致使用傳統鍛造技術造出的零件，最大尺寸也不超過4.5平方米。

據沈陽飛機設計研究所副總設計師王向明介紹，鈦合金要40萬到50萬元一噸，而傳統工藝的材料利用率不到10%，如美國F-22戰機的鑄造鈦合金主承力部件，95%的原料都會被作為廢料切掉。“另外鈦合金很粘，加工的時間又長又費錢。”

而激光鈦合金成型技術，完全解決了難題。“加工1噸鈦合金復雜構件，傳統工藝的成本大約2500萬元，而用激光3D快速成型技術僅130萬元左右。”加之不需要制造專用的模具，原本相當于材料成本一到兩倍的加工費用，現在只需原來的10‰

除了省時省錢，更重要的是，通過3D打印，結構復雜、特殊的鈦合金構件可以一體成型，而無需一個個鍛造出來再焊接在一起，大大提高了機身強度。

特別“給力”的是——據專家估計，F-22的鈦合金鍛件，如果使用中國的3D打印技術制造，在強度相當的情況下，重量最多可以減少40%。這將大大提高戰機的推重比，令戰機性能獲得巨大提升。

因此在理論上，中國現有的渦扇發動機，如果用在廣泛應用3D打印技術生產的殲-20等第五代戰機上，與F-22的推重比差距不會太大。這樣一來，我臥目對落后的發動機技術，就不會過于“拖后腿”了。（錢江晚報）