批量生产歼20？中国3D激光打印技术领先美国或将改变制造业格局

  3D打印技术被誉为新世纪的重要科学技术研究成果，它的出现对于精细化的工业机械生产有着重大的帮助。这不，中国首个国产大飞机C919成功出厂，其中就离不开3D激光打印技术的帮忙。

  而这项技术的应用，让中国立稳世界航空工业领域强国地位，其技术先进度不输美国。未来随着它的应用，专家预测，他将深刻的改变世界制造业的格局。

  3D激光打印技术被誉为21世纪最伟大的发明之一，它的出现解决了此前设计和生产分离，设计听命于制造的困境，无论多么细小的零部件，在3D打印技术的加持下，都能轻松的实现。

  事实上，这个看似新兴的技术，早在1892年已经诞生了。只不过没有受到各方的重视，让他在仓库中沉睡了数十年。

  直到1968年，一位名为查尔斯·胡尔的美国人，通过光催化的原理，打印出了物品。这一神奇的操作，让他瞬间名声大噪，很快他创办了世界上第一家3D打印公司，赚的盆满钵满。

  两年后，第一台商用的3D打印机问世，3D打印机的生产革命至此开启，查尔斯本人也被誉为“3D打印之父“。

  3D打印技术的原理也非常的简单，其主要是通过构建三维立体的数字模型，配以制造所需要的材料，进而同打印一般将所需的零部件打造出来。

  打造出来的零部件，后续再进行统一的组装。和传统的相比，3D打印技术具有损耗小，且无污染等特征，同时能实现材料的智能化处理，生产的全部过程精密控制的一种全新技术。

  在全过程中，激光、电子束组成打印产品时的能量源泉，常见的材料包含陶瓷、金属、树脂等原料。

  根据成型的方法和材料以及能量种类，我们大家可以将3D打印出来的成品分为4类，分层实体制造，大型机械多采用这一方式。

  立体光刻，主要使用在于金属表面嵌字。选择性激光烧结和熔融沉积成型这两类，大多数都用在产品局部调整，而熔融沉积成型算是最为简单的一种类型，将模型输入电脑，利用树脂材料，就能够实现打印。

  由此可见，它的出现，为许多尚受限于生产方式而难以突破的行业，提供了一个良好的发展契机。3D打印技术受到各国的重视，也在情理之中了。

  然而这个看似简单却可以深刻改变人类发展史的技术，却产生了许多很难来想象的困难。首先，过程趋于简单，那么技术层面则趋于困难，从打印设备还是材料无一例外，都覆盖着满满的技术难点。

  以目前应用前景上看，3D激光粉末成形技术具有广阔的发展前途。这项技术首先将合金粉末化处理，进而融化成为液态。

  通过计算机控制激光，根据模型将合金液体逐层堆叠到基地材料上。通过堆叠可以加工出精密的三维部件，难度系数高。

  长期以来，我国的航空公司所使用的大飞机都依赖进口，如空客系列，波音系列等。不少人就盼望，能够有朝一日坐上自己国家生产的大飞机。

  上个世纪70年代，我国着手开始了国产大飞机的研究工作。由于涉及零部件较多，尤其是在航天发动机、耐热材料等多个领域，存在比较大的技术难点。直到近两年，才初具成果。

  2015年11月，C919已完成了总装下线，这在某种程度上预示着这部国产的大飞机距离飞上蓝天仅一步之遥。2017年5月，C919完成了自己的首飞。2022年，第一批次的C919正式交付，12月，首架C919国产大飞机正式开启100小时的验证飞行之旅。进入2023年，中国东航接收的首个C919大型客机真正开始测试飞行。

  中国人也有自主研发的大飞机啦！C919的成功交付，标志着中国航空工业领域上，已经迈入了新的发展阶段。

  在后续的测试过程中，这架具有里程碑意义的国产大飞机，从总体性能、技术先进、内部舒适度、安全性等多个角度，都展现惊人的水平。总实力，不会逊色于任何其他几个国家所生产的大型飞机。

  如果只是单方面的大型飞机制造，并不可能会引起美方的高度关注，也不会让美方的研究人员感到压力和紧张，毕竟人家已经有了波音这一飞机制造巨头。

  事实上，创造国产C919时，中国的科研团队动用一件技术，让美国人格外眼红，它便是金属3D激光打印技术。

  要知道，这项技术，美国到今天都没有攻克。而中国不仅成功攻克了这一难题，同时还将其应用于飞机制造中，能够说是这一领域的第一国了。

  起步时间晚，工业底子薄，成为了阻碍我国产业技术进步的主要的因素。随着3D打印技术的普及，我国在航空工业领域的重点突破任务也增加了一项。

  经过数代人的研究和发展，我国如今已然是成功掌握了金属激光成形打印技术，这一先进的技术让包含美国在内的众多国家眼红不已，部分国家甚至主动对我们抛出了橄榄枝，寻求合作。

  作为3D打印技术先进大国之一的美国，早在上个世纪80年代中期就已经着手这方面的研究。7年后，项目的研究成果才首次曝光。

  2002年，由激光成形技术打造的小型钛合金的零部件成功组装，这是全球首次应用3D打印技术制造的战斗机。这一技术的突破，美国人整整用掉了7年的时间。

  而我国在2013年，在3D打印技术制造战斗机方面，历时10年终于取得重大的进展。现阶段，我国开始利用3D打印技术批量生产歼20战斗机。中国已经成功的追赶上，3D打印技术生产的第一梯队。然而，接下来在3D激光对大型钛合金打印技术方面，中国成功的时间了超车，率先完成并成功试验了这一技术。

  要知道，对这一技术美国自2000年便开始着手研究，其中参与多个国家实验室及相关的政府部门，却始终没有成功。

  12年后，美国为了攻克这一技术难题，再次追加一笔巨资实现民间技术和国家技术的合作攻关，但是已逝去了10年，仍然没有相关成功的案例披露。可见，美国对于技术仍然处于研发中。

  两项对比下，再次验证了“中国速度”之快。我国在这一领域和美国差不多时间，2007年我国决定开展自主大飞机的研发制造，立项后，加速了这一技术的发展。

  最终历时数年，这项激光成形打印领域的重头戏——3D激光打印技术，终于问世。

  这数年之中，科学家们所遇到的问题自然是层出不穷，不一而足。就设备制造和技术标准上，此前从未有国家研制成功，各国对此研究也都属于摸着石头过河的阶段。更不可能予以相应的帮助，提供所谓的标准。

  例如在激光成形打印中所需要的钛合金粉末，就长期被国外所掌控。这可以是打印技术的原材料，没有它后续的工作，不过是一场空。

  为了突破这一难题，我国直接从粉末开始造起，一步一步实现了逆袭。3D激光成形打印技术的成功研发，带动了包含航空航天、医疗国防等多个领域和行业的快速发展。

  至少10年的时间技术差距，足以让我国在立稳3D激光打印技术第一国的地位。

  从前文中，我们大家都知道C919的立项，有力推动了3D激光打印研发技术进步。而3D激光金属成形打印技术的出现，又反哺C919国产大飞机的研发和制造。

  2009年，即立项后的两年，C919的机头挡风框便已经成功研制，同时它的出现使得这一零部件成本下降到了，以传统制造工艺下生产这一部件的1/10。

  这一切，都要归功于3D打印技术的成功应用。2013年，中央翼缘条的3D制造也应用成功，这次成功减少了90%以上的材料损耗。

  当然，3D技术的成功应用，所带来的效益不仅仅停留在成本上。更关键的是3D金属成形打印技术所使用的材料为钛合金粉末，熟悉金属材料的伙伴都清楚，钛合金可谓是航天航空领域必不可少的材料，强度高、质量轻等特性，通过它所制成的零部件质量远超一般的金属合金。

  目前，世界上，大部分的飞机制造都运用到了钛合金，当然，它的价格也非常的高昂。

  如果按照传统的打造方式，在生产的全部过程不可避免的产生损耗，如果某一环节没有操作正确，甚至有可能造成整批次的报废。

  而3D打印完美的解决这一问题，通过计算机对数字模型精确的计算，利用激光将估算好的粉末堆到指定的地方，从而生产出各式各样高端、精密的零部件。

  目前，国产大飞机C919的燃油喷嘴、舱门复杂件以及发动机涡轮叶、起落架等都是通过3D打印技术实现的。

  3D激光打印技术以低成本、高效率、高精度等特点，在各种制造业领域发挥着自己独特的功用，也带来了全新一轮的产业革命。

  伴随着我国这一领域不断突破，人才体系不断构建，相信未来的3D打印技术将走进千家万户，给我们生活带来极大的便利。

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