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增材制造技术:开启装备“复制”新时代

来源: 中国军网综合  作者: 张乃千  责任编辑: 国防教育


  在缺少设计图纸细节的情况下,助力老式“台风”战机一飞冲天的就是增材制造技术。相比于传统制造,增材制造不需要模具、刀具、夹具以及多道加工工序,只需要一台简单设备就可快速而精密地“自由制造”出各种形状复杂的奇特零件,可谓是现代加工制造领域的“颠覆者”。近年来,随着增材制造技术的突破性进展,世界军事大国纷纷将目光集中在这一重要领域。美国国防部、欧洲防务局等相继推出“增材制造路线图”或开展前沿性军事应用研究,欲将增材制造打造成未来战场作战装备维修保障领域的技术“大拿”,甚至有望成为军事装备发展变革的新型动力引擎。

  制图:余铠成

  麦肯锡全球研究所发布的12项颠覆性技术中,增材制造技术与移动互联网、物联网、云技术和智能机器人等榜上有名,被视为第三次工业革命开始的重要标志——

  增材制造:开启装备“复制”新时代

  ■张乃千

  “复制再制造”时代到来

  如今,提到军事科技创新,人们首先会想到颠覆性技术。颠覆性技术是指另辟蹊径、可对传统或主流技术产生颠覆性效果的先进技术,或许就是下一场高技术战争胜败结果的“颠覆者”。

  人们习以为常的传统制造,最大的问题就在于其是“减材制造”。这种成熟于工业革命时期的制造方法,必须首先找到较大的材料物体,从较大的外形开始制备或修形,直至通过去除部分材料裁剪到理想形状。这种“不紧不慢”的制造流程,往往需要多次尝试才能得到合适的生产模型。同时,生产各种复杂零部件的工具也要花去大量时间。随着现代社会节奏的日益加快,它已不能适应装备制造的发展要求。

  如今,可实现“复制再制造”的增材制造技术应运而生。增材制造技术是一种把各种材料添加到一起逐层叠加,以形成更大物体的技术。增材制造技术的出现,使得原本难以复制的高精度材料变得“得来全不费工夫”,甚至可以被批量复制生产。增材制造技术主要通过计算机建立三维数据模型,依靠材料累加成型,最终得到成型的三维物体材料。尤其是随着计算机软硬件技术的发展,增材制造的内涵与类型也不断发生变化,目前主要包括光固化打印、选择性激光打印、熔融沉积打印等。

  从理论上讲,增材制造不仅制造速度快而且几乎无所不能。早在2014年,空中客车公司就宣称利用增材制造技术完成了飞机零部件及机身结构的制造工作。近年来,随着工艺过程不断优化,适用材料品种不断增加,增材制造技术的生产效率、产品精度和质量获得稳步提升,可以制造各类复合材料甚至器官的增材制造技术也已经出现,将在经济生活、工业生产和航空航天等领域发挥重要作用。与此同时,世界军事大国相继投入巨资开展增材制造技术研究,或将在未来军事装备发展领域形成独特的技术高地。

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