金屬增材制造技術(shù) 及其對重大裝備制造業(yè)的影響

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。……