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你的位置:开元体育app官方版最新下载星辉球场 > 新闻动态 > 中国后发制人突破传统制造,新武器研制如探囊取物,美军难追
发布日期:2025-02-04 20:18 点击次数:124
中国曾严重依赖进口高端机床,美日德甚至叫嚣封锁就能卡住中国航母建造。那时,90%的这类机床来自国外,不仅贵,还限制重重。
外国机床暗藏后门,窃取我们的生产数据,还能追踪设备位置,一搬动就瘫痪。西方处处设防,步步紧逼。
2010年,划时代的3D打印技术横空出世,美国造出了全球首辆可驾驶的3D打印汽车Urbee,紧接着便叫停了这项技术对中国的出口。
2016年,美国想买咱们独家的3D锻件打印技术,被拒。他们不死心,改求买设备,还是不行。三次碰壁后,美国气急败坏,大喊“科学无国界”,跟当年杨元庆的话如出一辙,真是讽刺。
美国对我们双标,其实说白了,就是我们3D打印技术太强了,甩他们好几条街,他们只能干瞪眼。
日本德国得知中国不出口这项3D锻件打印技术,高兴坏了,如释重负,私下里千恩万谢。这项技术一旦公开,全球大部分机床企业都得倒闭。
3D打印,这项技术,想想看,它能做什么?
一九八一年,名古屋工业研究所的小玉秀男用光硬化聚合物做出三维塑胶模型。他用光敏树脂,也就是紫外光照射后会立刻变硬的液体树脂,在紫外线下照射,树脂就凝固了。
小玉秀男用紫外线刻画光敏树脂,做出简单模型。三年过去,美国人查克·赫尔改进技术,喷射树脂层层叠加,再用紫外线固化,一次就能做出复杂模型,第一台树脂3D打印机诞生了。
九十年代,3D打印告别单一光敏工艺,熔融沉积技术出现,可用材料也从光敏树脂扩展到丁二烯-苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯烯等,这彻底改变了制造业,也引起了机械加工行业的重视。
金属加工过去依赖浇铸、制造、冲压等繁琐工序,自动化也无法完全简化流程。但3D打印技术来了,用它就像打印树脂一样熔融金属,一个喷头就能搞定从原料到成品的全过程,彻底改变了行业面貌。
3D打印,激光最火,什么金属都用,就连熔点超高的镍基合金也不在话下。电子束也不错,不锈钢、钛、铝、铜这些都能搞定。这两种技术都一个路子,把金属先变成等离子体,再一层层堆起来。
摩擦搅拌,对树脂材料特别好用。激光电子束控温太难,容易烧焦。但摩擦搅拌不一样,温度控制自如,不会烧坏材料。搅拌越猛,树脂流动性越好,到一定程度,就没摩擦力了,也就不会再升温了。
冷喷涂3D打印技术无需加热,直接用高速喷射的固态粒子在基材表面塑性变形,形成涂层。它特别适合制作薄壁零件,因为不会产生热变形,薄壁件也更容易成型。
3D打印技术好处多多,所以各国军队早就看上了它。
它革新了传统工艺,设备更简单,流程更精简,省料又小巧,携带方便。
3D打印技术能随意改变零件形状,这方便极了,尤其制造空心零件。航空业特别喜欢,因为打印出的零件更轻,飞机就能飞得更快,省更多油。
它能随意组合各种材料,比如轻便的钛合金和混合瓷砖,既保证强度,又兼顾韧性,做到两全其美。
大幅降低武器装备成本,秘诀在于颠覆传统。以往的生产方式如同雕刻,从巨型原材料中一点点削去,浪费高达九成。
3D打印,跟传统工艺反着来,它一层层往上加,直接从无到有,不用模具也不用预先准备材料,就像打印一样,东西做出来,几乎一点材料都没浪费。
美国最早把3D打印用在战争里,这跟他们技术领先有关,更重要的是,美国似乎总在打仗,或者正准备打仗。
阿富汗战争打了二十年,塔利班打不过美军,就偷袭美军后勤,让美军很头疼。保护补给线和人员安全,美军付出的代价,跟正面战场差不多。
2010年,美军用3D打印技术现场制造装备,取材水瓶牛奶盒,回收塑料熔成丝线,打印设施装备,省了后勤运输,也减少了士兵伤亡。
法国海军2018年演习,“戴高乐”号航母螺旋桨叶片受损。通常修复要两个月,得先建模、开模、浇铸、加工、热处理,最后安装。但他们用3D打印,一周就搞定了,这精密金属部件的打印技术真快。
俄乌战场,无人机首次大规模运用,损失惨重,急需快速补充才能保持战斗力。修复受损无人机,是个好办法。
俄罗斯用桌面3D打印机,打印碳纤维部件替换战损无人机的金属和模压碳纤维零件。微米激光检测确保精度,碳纤维和凯夫拉纤维增强强度,前线快速修复轻而易举。
中国3D打印技术全球排名如何?
中国很早就开始发展3D打印技术,毫不逊色于其他发达国家,在某些尖端军事领域甚至领先一步。
2012年,国家大力支持3D打印技术发展,把它纳入863计划。五年后,这项技术在飞机制造上取得重大进展,发展速度惊人。想想看,过去造一架歼-10,从设计到交付部队要十年,而现在用3D打印技术造歼-15,三年就搞定了。
中国战机发展一日千里,歼-20、歼-31等第五代战机接连亮相,C919客机也已翱翔蓝天,第六代战机歼-36和“雨燕”更是即将问世,令人瞩目。
中国独创的3D锻件打印技术,是这些黑科技成功的关键。
全球3D打印,用普通方法做飞机零件、汽车部件没问题,但要造核电站、深海潜艇、军舰和飞机发动机里的耐高温高压部件就够呛了,这些锻件要求太高,现有技术不行。
铁烧红后,铁锤猛敲,三千锤才能锻成。锤打让金属晶体更细密均匀,强度、韧性、寿命都大大提升。
宝剑,古人形容它“削铁如泥”,其实全靠锻造这门手艺。锻造出来的兵器,和普通铁器相比,强度自然不在一个级别。
几万到几十万吨液压机,配上两块平整模头,像揉面般捶打烧红的金属,挤出杂质,让晶体细密。然后,再用几万吨压力,在特制模具里压出毛胚,冷却后加工,整个过程费时费力。
发动机不是设计出来的,是造出来的,得反复试车。这需要不断改改修修,每次改动都得做个成品验证。传统锻造太慢,发动机研发大部分时间都浪费在等模具和加工上。
2016年,张海鸥教授团队创新性地将3D打印与大型铸锻技术合二为一,研制出铸锻铣一体化金属3D打印机。这台机器把铸造、锻造、铣削三个步骤合为一体,既保证了零件性能,又大幅缩短了生产时间和成本。以前做个两吨重的金属零件要三个多月,现在只需十天,材料利用率超过八成,成本只有传统方法的十分之一。
铸锻铣一体化3D打印机,彻底颠覆了机床行业。它出现后,铸造机、锻造机跟铣床都变得多余了。
张海鸥教授的专利一旦全球销售,美日德机床产业将遭受重创,产品滞销。美国想高价收购,甚至许诺全家出国和巨额奖金,都被他拒绝。
全球都在抢占3D打印这块技术高地。然而,3D打印枪支成了个难题。这种塑料枪虽然射程不如真枪,但精度不输,还能连发600多枪,性能着实不赖。关键是,它能躲过金属探测器,这给安保带来了巨大挑战,让人头疼。
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