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3D技术升级中国制造,歼-25鬼鸟问鼎世界

中国航空业在3D打印技术上已经走在了前列,多个型号飞机使用了3D打印部件,部分技术已经达到世界领先水平。也许不久的未来,我们的生活各个领域都会有“歼25鬼鸟”战斗机一样的3D打印技术生产出来的旗舰产品。

 |  李安林

9月3日,中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年纪念大会,在北京隆重举办,中国的阅兵也将填补东方战场的空白,极大丰富国际社会对二战中东方世界的理解。

在阅兵仪式上,中国向世界展示了一个科技强国、军事强国的大国形象。作为一个没有经历过战争的80后,在缅怀革命先烈为我们创造幸福生活的同时,阅兵仪式的军事装备清单更是让中华儿女感到激动与自豪,这次阅兵式展出的军事装备分别有:空警-2000型预警指挥机、歼-10、空警-500、运-8、歼-11、歼轰-7A、轰-6K战略轰炸机、轰油-6空中加油机、歼-11B、歼-15、武直—10、武直-19、BZK-005无人机等装备实力。

中国已是仅次于美国的军事大国,笔者在观看阅兵式激动之余,也了解到这次的阅兵空中梯队其中不乏3D打印技术生产出来的零部件产品。中国作为一个制造业强国,在全球产业竞争格局发生重大调整之时,依然面临新一轮发展中面临巨大挑战。新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革,形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。各国都在加大科技创新力度,推动三维(3D)打印、移动互联网、云计算、大数据、生物工程、新能源、新材料等领域取得新突破。

同时,基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造正在引领制造方式变革;网络众包、协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等正在重塑产业价值链体系;可穿戴智能产品、智能家电、智能汽车等智能终端产品不断拓展制造业新领域,中国制造业转型升级、创新发展迎来重大机遇。

对于中国而言,制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基,打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。在新一轮科技革命和产业变革正在世界范围内孕育兴起之时,中国围绕着信息技术与制造强国战略,分别制定了“中国制造2025”与“互联网+”的国家战略。

3D技术升级中国制造,歼25鬼鸟问鼎世界

“鬼鸟”隐身战机采用了3D打印技术,可躲开雷达,行动神秘似幽灵

阅兵空中梯队采用3D技术生产出来的零部件产品是阅兵仪式的亮点之一。3D打印在航空领域的应用,西飞集团是我国大中型军民用飞机的研制生产商,此前,有媒体报道近年来3D打印技术以其“制造灵活性”和“大幅节省原材料”等优越性而有效应用于航空制造领域,西飞率先开展“3D打印技术在精密铸造领域应用”项目研究,并将逆向工程技术、3D打印、精密铸造和数字化测量有机结合,打通了以三维技术为核心的数字化制造链条,并成功将项目研发成果应用于C919飞机、新支线飞机、MA60飞机等多款军民用飞机产品中。

在阅兵仪式前期,有媒体报道称,中国最强隐身战机当属歼-25,这个号称“鬼鸟”的隐身战机采用了3D打印技术,可躲开世界主要国家装备的雷达,行动神秘似幽灵,故有“鬼鸟”之称。

BWCHINESE中文网曾经报道声称,歼-25之所以具有卓越的隐身性能,秘诀之一就是它是完全采用3D打印技术的机型。

歼-25就是中国3D打印技术运用到战机制造上最为成功的典范

今年5月,《简氏防务周刊》总编克雷格.霍伊尔在接受法国着名科技杂志《新发现》采访时表示:“中国下一代重型战斗机将具备出色的隐形能力,根据《简氏》获得的模型照片来判断,中国下一代重型战斗机的隐形能力与美国隐形战机十分接近,而且它还采用了吸波涂料来加强这一效果。战斗机从总体要求上看,将是一种全新的高性能、多用途、全天候的空中优势战斗机。这种战斗机将以重型、低成本为主导思想,以高性能、高生存力、高作战效能为设计目标,要求飞机有大推重比,非加力超音速巡航;具有中国特色的隐形性能;具有很高的敏捷性和失速机动性。”

《简氏》还表示:“歼-25“鬼鸟”可能具备超音速巡航能力,最大起飞重量可能超过20吨,歼-25“鬼鸟”应该是一型高性能重型制空战斗机,其性能超过美国F-22A“勐禽”战斗机。”

3D打印技术使得歼-25战机减轻机身重量,飞行速度得到极大提升

从外媒披露的信息来看,最新的歼-25由成都飞机工业公司生产,具备超音速巡航能力,最大起飞重量超过20吨。从起飞重量来看,歼-25可以称之为一架中型的战机。歼-25主要用于制空,是一款多用途、全天候的空中优势战斗机,其隐身性能可以来无影,去无踪,目前世界主要国家装备的雷达很难发现,因此,隐身成为其独特的杀手锏。中国科研人员在歼-25的研制上,通过刻苦钻研,克服重重障碍,横空出世的歼-25代表着3D打印技术在战斗机制造方面的最高水平。

3D打印技术应用在“歼-25“鬼鸟”战斗机并问鼎世界,是3D打印技术升级中国制造的一个尖端的产品。目前,3D打印技术处于起步阶段,科研人员依然在攻克各项技术难题,但是“歼-25“鬼鸟”战斗机的好消息,我们已经看到了新产业发展的曙光,未来3D打印技术将全面应用在生活中的各个方面。

3D技术应用军事,代替传统制造业尚未成熟

3D打印技术目前主要应该在军事领域,并表现出三大优势:

一、节省时间。3D技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而大幅缩短生产周期。

二、精细制造。3D打印技术还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,让人们可以更有效地设计出飞机机翼、热交换器等工艺复杂的产品。在生产过程中还没有与其功能无关的剩余物,一旦技术走向全面成熟,将大大降低生产成本。

三、降低成本。3D打印技术除了能够提升武器装备的研发速度外,3D打印技术还能大幅降低武器装备的造价成本。传统的武器装备生产中,原材料通过多项制造工序,除去多余部分形成零部件,然后被拼装、焊接成产品,这一过程中,将有90%的原材料被浪费掉。与传统工艺不同,3D打印技术的武器装备及其配件生产过程中,可直接根据计算机图形数据,通过层层增加材料的方法“打印”出高精尖的武器装备与配件,按需取材,整个生产过程几乎没有浪费。

3D打印技术以其多个优势被广泛应用在军事领域,并且生产出了战斗机零部件、半自动步枪部件、导弹部件等等军事装备。军事专家预测,在未来信息化战场上,维修受损武器将变得十分轻松,技术保障人员可随时启动携带的3D打印机,直接把所需的部件一个个“打印”出来,装配起来,让武器重新投入战场。有了这种“克隆”武器的“移动兵工厂”,战时可快速补充作战消耗。

3D打印技术被全球各国广泛应用在军事领域,3D打印技术也迎来了发展的春风,但是在短暂时间里还无法完全代替传统加工制造业,目前,主要需要解决以下几个方面的问题:

一、3D打印的材料问题。目前可以广泛应用的3D打印产品,集中在饰品、模具模型、个性化家居产品以及汽车飞机的小尺寸零件上,使用的材料无非是树脂、塑料、普通金属粉末等。这个产业要向高端发展,就必须突破性能要求非常高的合金材料、高分子复合材料这一关,这涉及的材料种类达几百种甚至更多,只有这样,3D打印技术才能进入航空航天、人工智能、大型复杂机械和生物医疗领域。

二、3D打印的能量源问题。目前3D打印采用的能量源是激光,但其生产效率还有待提高,尤其是在加工大尺寸、熔点较高的金属制品时更是如此。最近美国Sciaky公司声称找到了更好的能量源——电子束,利用功率强大的电子束枪,可以使打印效率成倍地翻。

三、3D打印设备的优化问题。这一方面涉及到产业的经济性,对于量产产品来讲成本问题非常重要;另一方面是技术上的先进性,如果3D打印的精度能够接近纳米级(目前大约是0.1毫米级),将极大地拓展该产业的应用范围,并能带来很多革命性的成果。

中国已经是世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造、应用的国家,中国航空业在3D打印技术上已经走在了前列,多个型号飞机使用了3D打印部件,部分技术已经达到世界领先水平,对于3D技术未来全面升级中国制造,以及广泛的应用在民用领域,科研人员正在攻克各项技术难题,也许不久的未来,我们的生活各个领域都会有“歼25鬼鸟”战斗机一样的3D打印技术生产出来的旗舰产品。

目前,工信部正在牵头制定《国家增材制造产业发展推进计划(2014-2016年)》,有望成为国家级的增材制造产业发展推进计划。下一步应该加强顶层设计和统筹规划,将3D打印产业纳入优先发展产业目录,同时,尽快筹建3D打印行业组织,积极组织开展相关标准制定和产业政策研究,以推动整个行业加快发展。