3D打印助推中国新战机研制 全国两会上汇集着中国最耀眼的各路“明星”，这当然包括全国政协委员、中航工业副总工程师、中国航母舰载机歼-15总设计师孙聪。年11月，歼-15舰载机在中国首艘航母“辽宁舰”成功起降，让这位科技明星成了记者追逐的对象。 “对不起，对不起，这些真不能说”，面对记者提出的几个有关舰载机的问题，担心一开口就说出秘密的孙聪始终微笑着守口如瓶，但还是在不死心的记者“逼问”下，透露了不少“秘密”。 “我想说的是，年是我国中航工业和我国航空工业井喷之年。让世界震惊的不光是技术，更因为航空工业发展体现了中国速度”，面对《科技日报》的专访，孙聪说。作为我国自行设计研制的首型舰载多用途战斗机，歼-15可以说 “高起点，高起步，从一无所有一下子跨越到第三代战斗机的舰载机，歼-15达到美国最先进的第三代舰载机‘大黄蜂’的技术水准。” 从没有技术储备、技术规范、经验、人才队伍的一张白纸做起，歼-15如何实现这一飞跃？孙聪透露，歼-15项目率先采用了数字化协同设计理念：三维数字化设计改变了设计流程，提高了试制效率；五级成熟度管理模式，冲破设计和制造的组织壁垒，而这与3D打印技术关系紧密。他透露，钛合金和M100钢的3D打印技术已应用于新机试制过程，主要是主承力部分。 在传统的战斗机制造流程当中，飞机的3D模型设计好后，需要进行长期的投入来制造水压成型设备，而使用3D打印这种增材制造技术后，零件的成型速度、应用速度得以大幅度提高。如果不是采用3D打印的增材制造技术，歼-15战斗机至今能否首飞都很难讲。 “钛合金3D打印技术已用于新机研制”，这一条消息立刻成为媒体瞩目的焦点。《京华时报》引述孙聪的话说，钛合金和M100钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。报道称，于去年10月至11月首飞成功的机型，广泛使用了3D打印技术制造钛合金主承力部分，包括整个前起落架。“2002年，3D打印技术刚萌芽时，我们就进行相关技术研发，通过与北航的合作，目前已具备一定产业能力。” 同时担任“鹘鹰”飞机（歼-31）总设计师的孙聪透露另一个好消息，希望“鹘鹰”飞机未来和歼-20进行高低任务搭配，保持持续打击能力，同时也希望“鹘鹰”的改进版能成为中国下一代舰载机。相信在3D打印技术的支持下，这一天也会很快到来。 关键词：欧美中国军工秘密 美国空军敏锐抓住“3D打印” 用3D打印技术制造战机，中国并不是第一家。1984年，美国开发出从数字数据打印出3D物体的技术，并在2年后开发出第一台商业3D打印机。之所以叫“打印机”，是因为它借鉴了打印机的喷墨技术，只不过，普通的打印机是在纸上喷一层墨粉，形成二维（2D）文字或图形，而3D打印则能“打”出三维的立体实物来。 法攻克这一难题，只能进行小尺寸钛合金部件的打印 以一个手电筒为例，3D打印机能通过电脑将手电筒进行立体扫描，创建三维设计图，之后对这个立体原型进行“切片”，分成一层一层的，之后，打印机就将原材料按照设计图一层一层地“喷”上去，直到最终造出一个手电筒来，只不过3D打印机喷出的不是墨粉，而是融化的树脂、金属或者陶瓷等材料。 传统数控制造主要是“去除型”，即在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品，而3D打印则颠覆了这一观念，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过一层层增加材料的方法直接造出任何形状的物体，这不仅缩短产品研制周期、简化产品的制造程序，提高效率，而且大打降低了成本，因此被称为“增材制造”。 美国《防务新闻》周刊网站1月7日报道 题：从书面到投影系统装配一架新的战斗机需要成千上万个零部件，这些部件要通过一个极其耗时的过程完美地装配到一起。现在一家总部设在佐治亚州的企业研发了一种据说能大幅节约装配时间的系统。在五角大楼正试图节省开支之际，该系统还能为耗资巨大的飞机制造项目省下大笔金钱。 德尔塔西格马公司开发的ProjectionW orks是一种3D投影系统，它将装配复杂机械部件的说明直接投影到零部件表面，从而为装配提供了一份清晰的数字路线图。 德尔塔西格马公司业务开拓主任罗杰·理查森说：“过去装配人员需要一大堆手册和图纸来指导工作，有了这个系统后，那些就都不需要了。” 该系统开始的时候会为要装配的零件———比如机翼———生成一个计算机辅助设计(CAD)文件。该文件可以被导入一个名叫“手稿”的程序中，这个程序帮助工程师们把装配过程编入该文件，从而告诉装配小组要在螺栓B安装之前先装螺栓A，正像打印的说明书那样。 然后，这份升级后的CAD文件被装到一个投影仪中。这个投影仪与会议室里使用的投影仪类似，它将说明书直接投影到待装配的零件上。于是，装配人员不再需要长达1000页的打印手册(其中每个装配步骤都需要翻阅手册)，他们可以看到装配过程的每个步骤，了解每个紧固件和螺栓应该装在哪儿。 关键词：欧美中国军工秘密 理查森说：“原本所有的东西都要用书面语言描述，现在却能展示出来了。” 购买该系统的第一个客户是洛克希德-马丁公司。洛克希德-马丁公司曾用该系统加快F-22“猛禽”隐形战斗机的生产速度。理查森说，虽然F-22“猛禽” 隐形战斗机的生产已于2011年结束，但该投影系统现在还用于F-35隐形战斗机，C-130与C-5运输机和P-3海上巡逻机的生产。 他又说，诺思罗普-格鲁曼公司预计今年会开始使用该系统。 是紧固件安装实时链接系统(FILLS)的一部分。FILLS是德尔塔西格马公司同洛克希德-马丁和诺思罗普-格鲁曼等公司协作设计的。 会自动测量配合紧固件使用的洞眼的大小，并发送请求，以便获得正确数量和大小的紧固件，然后一幅彩色编码图就会投射到待装配的部件上。理查森宣称，这种装配方法能在1分钟内完成30到40个洞眼的安装，而该系统出现之前，平均1分钟只能完成一个洞眼的安装。 还有利于延长飞机的服役寿命。数据将保存在每个装配部件中，当一架飞机接受维修时，修理人员可以实时提取部件上的数据。数据将显示，该部件何时安装，使用了什么种类的紧固件，当初由谁进行了安装，这样就减少了维修所需时间。 去年11月份，该系统获得了美国国防部“年度国防制造技术成就奖”。颁奖辞称，该系统“大幅节省了劳动时间并提高了质量”。 据[GE报告网站]年12月10日报道，如人一样，喷气式发动机有多样的形体和尺寸。圆滑而窄小，产生巨大推力的发动机被称作涡轮喷气发动机。几乎成为军队的专用产品，它们可使战斗机飞得比声速的2倍还快，但与此同时，它们也燃烧掉了大量的燃料。另一大群体发动机，被称为高涵道比涡轮风扇发动机，体积大，速度低，但是却有着更高的燃料效率。人们知道这类发动机。它们悬吊在大多数旅客机和货运飞机的机翼下，是繁忙的商业航空的推进器。它们在发动机前部采用大尺寸风扇，就像强力螺旋桨一样来拉着飞机前进。 GE的工程师们现正在将两种发动机设计的优点结合起来，创造出终极飞行机器：一款革命性的、高燃料效率的超声速喷气发动机。GE航空项目经理Abe Levatter表示：“我们正将这项技术推向下一步。这场竞赛的名字是燃料经济性。我们正着眼于节约燃料25这个数值意味着巨大的进步。这额外多出来的燃料使喷气式军用飞机的航程增加35这对任务能力是个关键。” GE已投资数十亿元用于发展最新的高涵道比涡轮风扇发动机，像GE90、波音的梦幻客机用的GEnx和为下一代单通道飞机用的LEAP发动机。研究中用到了像3-D打印这样的新的制造技术，并产生了像超强却轻质的陶瓷基复合新材料。这使得GE制造出高效率的喷气发动机，工作温度在钢的熔点之上。 关键词：欧美中国军工秘密 GE现正将所有的专门技术应用于下一代的军用发动机上，能够自动地将高推力模式转换到高效率模式。Levatter说：“每当我降低喷气燃料的消耗，我能够多做多少工作？在军事世界，你想用非常有效的燃料燃烧，巡航飞行得如亚声速时一样远，但当你要穿透敌阵时，你必须加速到超声速状态。” GE和美国空军研究实验室称此“可变化”设计为ADVENT（自适应通用发动机技术的字母缩写）。此概念的思想始于1970年代，当时喷气发动机的先驱者 Gerhard Neumann认识到，他能够通过控制流经发动机核心部分的空气量来管理和变换发动机的性能。通过核心机的流量越多，发动机的推力就越大，速度就越高；减少核心机的流量，就节约燃料。 工程师们设计的这款新发动机，零件由陶瓷复合材料和复杂的“3-D打印”冷却部件来制造，要易于飞行。Levatter说：“我们想使发动机自己照顾自己，让飞行员将注意力集中到任务上。当飞行员说‘我要脱离危境，巡航回家’，发动机便自我重构。不论飞行员想什么，我们将重点放在优化发动机上。” 关键词：欧美中国军工秘密 |
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