由于原理性制約,金屬大型構(gòu)件的制造能力或者材料的性能水平受到限制。3D打印技術(shù)可以讓大的、復(fù)雜的、多品種的、小批量關(guān)鍵金屬構(gòu)件實(shí)現(xiàn)高性能、低成本、快速制造。3D打印會給金屬制造帶來三個(gè)方面的變革:改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)、改變材料、改變重大裝備的制造模式。
目前重大裝備的材料與技術(shù)挑戰(zhàn)
重大裝備的制造基礎(chǔ)是大型關(guān)鍵構(gòu)件的制造,涉及工業(yè)領(lǐng)域的幾個(gè)方面,一個(gè)是材料工業(yè),另一個(gè)就是制造工業(yè)。未來裝備制造的發(fā)展趨勢主要涉及這兩個(gè)方面。
一方面,重大裝備越來越大,比如運(yùn)載火箭越來越重,要求高性能、多功能、高可靠和長壽命,這是基本的趨勢。在這種基本趨勢條件下,制造這些大型裝備關(guān)鍵的金屬構(gòu)件材料,在可預(yù)見的將來還得是金屬。但是,若要提高金屬性能,就得把金屬合金化,在金屬里加更多合金元素,合金越來越復(fù)雜,對它的控制要求越來越高。
另一方面,未來的裝備制造零件也會越來越大,壽命越來越高,可靠性越來越強(qiáng)。這時(shí)候,制造裝備用的構(gòu)件材料肯定會越來越復(fù)雜、越來越先進(jìn),裝備的結(jié)構(gòu)也會越來越大、越來越輕、越來越復(fù)雜。與此同時(shí),對制造技術(shù)的要求肯定也是更智能化、低成本、快周期,這是基本的趨勢。
對這些大型的、高合金化的、特殊的合金大構(gòu)件,采用傳統(tǒng)制造業(yè)技術(shù),就受到傳統(tǒng)冶金技術(shù)原理的制約。金屬材料本來很簡單,它可以被處理得非常細(xì),就像面粉一樣,再在面粉中加入糖、鹽,可以拌得非常均勻,揉出來的面條就可以沒有孔洞、塑性高、強(qiáng)度好。……