歐洲航天局表示,金屬增材製造技術(shù),也就是我們所熟知的3D列印技術(shù),可以用來製造一種能夠抵抗3000℃的用在核聚變反應(yīng)堆和火箭噴嘴的鎢合金部件。這其中採用的是一種當(dāng)年美國(guó)要求中國(guó)不要外泄的“神秘”鐳射選區(qū)熔化成形技術(shù)(Selective Laser Melting,SLM)技術(shù)。為什麼當(dāng)年美國(guó)會(huì)如此緊張呢?這到底是怎樣的一種技術(shù)?
當(dāng)年,美國(guó)之所以會(huì)感到緊張可能是因?yàn)樗麄兊腘ASA在前一年才剛成功實(shí)踐SLM技術(shù),還稱自己是該技術(shù)在航太領(lǐng)域應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者,不曾想,時(shí)隔四個(gè)多月後,我國(guó)的《鐳射選區(qū)熔化成形技術(shù)》就順利通過驗(yàn)收啦。以至於美國(guó)甚至直接發(fā)文,“要求”中國(guó)不要過早公開這一專案檔案。
那麼,到底什麼是鐳射選區(qū)熔化成形技術(shù)?
鐳射選區(qū)熔化成形技術(shù)是金屬3D列印技術(shù)中的一大類,最早是由德國(guó)的一雷射技術(shù)研究所於二十世紀(jì)九十年代提出的。
國(guó)內(nèi)研究該技術(shù)的機(jī)構(gòu)有華中科技大學(xué)和華南理工大學(xué)等。
SLM技術(shù)可以根據(jù)零件或者物體的三維模型資料,通過成型設(shè)備以及材料累加的方式製成實(shí)物零件。
它打破了傳統(tǒng)的刀具、夾具和機(jī)床加工模式。
它可以解決傳統(tǒng)製造技術(shù)難以解決的多孔、鏤空、點(diǎn)陣等輕量化複雜結(jié)構(gòu)零件的加工製造問題。
它能為解決我國(guó)航空航太、汽車、船舶、能源、化工、醫(yī)療等廣大製造業(yè)領(lǐng)域的複雜結(jié)構(gòu)件減重設(shè)計(jì)及製造問題提供一種新的解決途徑。
眾所周知,一項(xiàng)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用自然有其優(yōu)勢(shì),那麼,SLM成型技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)呢?可以製備精度較高的零部件;可以大大縮短產(chǎn)品的生命週期;有很好的力學(xué)性能、機(jī)械性能和較強(qiáng)的耐腐蝕性;加工過程中所用過的粉末可以重複使用,節(jié)約材料。
同時(shí),一項(xiàng)新技術(shù)的誕生,必然也有著未完善的地方,那麼,SLM成型技術(shù)目前存在哪些缺點(diǎn)?機(jī)器製造成本高,目前,國(guó)外設(shè)備售價(jià)在五百萬以上;因雷射器功率和掃描振鏡偏轉(zhuǎn)角度的限制,它能夠成型的零件尺寸範(fàn)圍有限;加工過程中,容易出現(xiàn)球化和翹曲現(xiàn)象。
可是,為什麼要用鐳射選區(qū)熔化成形技術(shù)製備鎢合金零件,而不採用傳統(tǒng)的粉末冶金方法呢?
因?yàn)?,鎢有較高的熔點(diǎn)和低溫脆性,所以,一般的鑄造和機(jī)加工方法是無法用來製備鎢或鎢合金材料的,即使採用粉末冶金方法,所得常規(guī)燒結(jié)態(tài)的鎢材料也會(huì)存在密度低、強(qiáng)度低、塑性差以及雜質(zhì)含量難以控制等缺點(diǎn)。而且,鎢材料零部件的結(jié)構(gòu)有曲面、孔、槽以及彎曲管道等特徵,就算是採用粉末冶金方法也是難以實(shí)現(xiàn)的,所以,自然要採用新的成形技術(shù)。而目前,常用鐳射選區(qū)熔化成形技術(shù)來增材製造鎢和鎢合金材料。
最後,我們?cè)賮砜纯匆粋€(gè)問題。能夠抵抗3000℃高溫的鎢是什麼?鎢是一種重要的難熔金屬材料。有多重要?大到航空航太、核工業(yè)等其他極端環(huán)境領(lǐng)域都有鎢的重要應(yīng)用,小到你手機(jī)裡的振子,你家高爾夫球桿等也都有鎢的應(yīng)用……
所以,你們對(duì)這“神秘”的金屬3D列印技術(shù)有所瞭解了嗎?歡迎你們?cè)谠u(píng)論區(qū)暢談你們對(duì)3D列印技術(shù)以及3D列印鎢材料的所知所感。