工博會開幕：3D打印技術(shù)“打印”發(fā)動機(jī)零部件

2013第十五屆中國國際工業(yè)博覽會今天開幕。首次在滬亮相的“神十”返回艙以、我國自主研發(fā)的“月球車”等航天展品、商用飛機(jī)、小型客機(jī)等航空技術(shù)產(chǎn)品以及3D打印產(chǎn)品等令人印象深刻。據(jù)悉，本屆工博會航空航天展館將匯聚多國技術(shù)展品，眾多航空航天新技術(shù)在此一顯身手。

“神十”返回艙首次出京公開展覽

長2米，直徑2.4米，外形酷似大鐘……這便是前不久剛從太空返回，象征著載人航天交會對接任務(wù)完美收官的“神舟十號”返回艙。這也是其第一次離開北京，落地申城亮相工博會。從外形看，神舟飛船的返回艙呈鐘形，有艙門與軌道艙相通。內(nèi)設(shè)可供3名航天員斜躺的座椅，航天員在起飛、上升和返回階段乘坐。座椅前下方是儀表板、手控操縱手柄和光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡等，顯示飛船上各系統(tǒng)機(jī)器設(shè)備的狀況。據(jù)了解，航天員就是通過這些儀表進(jìn)行監(jiān)視，并在必要時操控飛船上的機(jī)器設(shè)備。

返回艙側(cè)壁上開設(shè)了兩個圓形窗口。據(jù)悉，一個是用于航天員觀測窗外的情景，另一個是供航天員操作光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡觀測地面駕駛飛船。另外，返回艙的底座是金屬架層密封結(jié)構(gòu)，上面安裝了返回艙的儀器設(shè)備，該底座重量輕便，且十分堅固，在返回艙返回地面進(jìn)入大氣層時，保護(hù)返回艙不被炙熱的大氣燒毀。

航展另一展品亮點是我國自主研發(fā)的“月球車”、“嫦娥三號巡視器”和“嫦娥三號著陸器”，他們是我國月球探測二期工程的重要組成部分�！霸虑蜍嚒钡拿�字并不陌生，但其實它并不是一輛車。記者從現(xiàn)場看到，“月球車”更像是一臺長著輪子、披著金色戰(zhàn)衣的小型機(jī)器人，盡管它的體型偏小，卻能適應(yīng)惡劣的環(huán)境�！霸虑蜍嚫�像是能在惡劣環(huán)境工作并開展科學(xué)探測的航天器，一個小型化、低功耗、高集成的機(jī)器人�！惫ぷ魅藛T說。

系列衛(wèi)星產(chǎn)品展現(xiàn)“國家隊”實力

據(jù)悉，火箭、飛船、探月、衛(wèi)星是我國航天領(lǐng)域的四大組成部分。而此次，我國自主研發(fā)的系列衛(wèi)星產(chǎn)品也將亮相工博會現(xiàn)場，其中包括通信衛(wèi)星東四增強(qiáng)型平臺、CAST2000小衛(wèi)星公用平臺、風(fēng)云系列衛(wèi)星等。

另外，中國航空工業(yè)集團(tuán)首次參展航空航天展，將全面展示我國自主研發(fā)的最先進(jìn)的商用發(fā)動機(jī)技術(shù)和民用航空航電技術(shù)。其中中國商用發(fā)動機(jī)公司將展示先進(jìn)的1∶1全尺寸大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)金屬模型。中國工業(yè)無線電電子研究所自主研發(fā)、已應(yīng)用于商用飛機(jī)C919駕駛室座艙控制臺及視景將首次亮相工博會，其他國際領(lǐng)先的航電產(chǎn)品，也將一一亮相航展舞臺。此外，中國商用飛機(jī)公司將展出C919、ARJ21等兩款主力機(jī)型。其中，作為支線飛機(jī)的ARJ21更是以不同內(nèi)艙布局展示于世人面前，超級經(jīng)濟(jì)艙、公務(wù)機(jī)等均是觀看亮點。

據(jù)悉，本屆工博會航空航天展吸引了超過80家參展企業(yè)，展出面積超過1萬平方米，來自美國、瑞士、俄羅斯等多國的展商攜先進(jìn)的民用航空航天產(chǎn)品齊齊亮相工博會。而來自我們本土的“國家隊”也將展出自主研發(fā)的技術(shù)展品，一顯我國航空航天實力。

3D打印技術(shù)“打印”發(fā)動機(jī)零部件

3D打印技術(shù)是當(dāng)下的一個科技熱點。此次工業(yè)博覽會上展出的，是工業(yè)級別的3D打印技術(shù)。上海光韻達(dá)三維科技有限公司總經(jīng)理張國良表示，這種工業(yè)級3D打印技術(shù)稱為SLS———擇性激光燒結(jié)，其打印材料分為分尼龍和金屬兩類。而打印成的金屬，可直接作為零部件使用于航空航天技術(shù)中，且其質(zhì)量接近鍛造水平。

“3D打印最突出的一個優(yōu)勢，就是它特別適合制造一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件。”張國良指著展柜中一組材質(zhì)為高溫合金的零部件介紹道，它們是運用于航空航天的發(fā)動機(jī)零部件。若用傳統(tǒng)工藝，一些較為復(fù)雜的零部件還需要拆分制作，甚至退而求其次來簡化其結(jié)構(gòu)。而3D打印能做到一次成型。也就是說，金屬3D打印能使相關(guān)核心件的設(shè)計完全擺脫工藝制約。鑄造不了、鍛造不了、機(jī)械加工不了的復(fù)雜構(gòu)件，對其而言都不是障礙。

據(jù)了解，航天產(chǎn)品設(shè)計所遇到的另一大障礙是樣件制作費用。傳統(tǒng)新產(chǎn)品開發(fā)要制造樣件，這就需要模具。在產(chǎn)品定型前，模具不需要長壽命，成本可低些，但低得有限。在隨后的多次實驗中，往往需要根據(jù)實驗結(jié)果修改設(shè)計，修改后要再做模具、再實驗。這個過程中，模具制作時間，幾乎要占據(jù)產(chǎn)品開發(fā)時間的一半以上。模具制作費用，也要占到開發(fā)成本的50%-70%。譬如，美國4代殲擊機(jī)，一種機(jī)型開發(fā)費用就達(dá)數(shù)百億美元，大部分開支就在這上面。

據(jù)張國良解釋，金屬激光三維打印技術(shù)，使產(chǎn)品開發(fā)擺脫了樣件模具這個過程。制作樣件，與制造成熟產(chǎn)品并無二致，成品可直接應(yīng)用到工業(yè)上。這使得相關(guān)航空航天的開發(fā)，不再需要天價的模具費用投入。樣件制作時間，可縮短為原來的數(shù)十分之一。

更重要的是，航空航天零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂，一旦出現(xiàn)瑕疵或缺損，只能整體更換，可能造成數(shù)十萬、上百萬元損失。而通過3D打印技術(shù)，可以用同一材料將缺損部位修補(bǔ)成完整形狀，修復(fù)后的性能不受影響，大大節(jié)約了時間和金錢。