载人飞船的“锅底”竟是金属3D打印制造?听王华明教授讲硬核科技!

3D打印快讯
2020
07/31
11:36
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来源:央视一套。转载自:光明网

导读:一个其貌不扬的箱子,却能够变出12平方米的大零件,最神奇的是这些大零件还能“上天入海”?
这便是金属3D打印机
普通人眼中的神秘魔盒
专家眼中的硬核技术
- 自豪·技术突破 -
冲破传统制造技术“天花板”
何为金属3D打印?
作为我国金属3D打印技术领域的第一位院士
王华明教授在过去二十多年里
带领团队为实现金属3D打印技术
展开了一次又一次的科研攻关
听听来自王院士的权威解答吧!

3D打印的核心是
利用计算机数控技术
把模型在计算机里面切成无穷多的薄片
进行层层堆积
从而生产出所需要的目标物
金属3D打印则从材料入手
瞄准重大装备


大型金属构件
是制造重大装备的基础部件
但是传统技术无法克服生产过程中
物理冶金和锻造成形的原理性制约
例如采用当今世界最大的8万吨液压锻造机
锻造钛合金零件
其最大尺寸也不超过5平方米
但金属构件的大小
直接影响着航空航天等重大装备制造
如何突破传统制造技术天花板
成为公认的世界性难题


金属3D打印另辟蹊跷
从突破材料天花板入手
通过熔化凝固
让金属晶体变得细小、致密、没有孔洞
再制造出成分均匀的大型金属构件
我们可以自豪地说
金属3D打印技术
为中国的超级装备打造了另一张名片
- 惊喜·实际应用 -

助力新一代载人飞船试验船飞行
中国
是目前世界上唯一一个
能够利用金属3D打印技术
制造重大装备中主要承力结构件
并实现工程应用的国家
伴随着科技飞速发展
这一技术也经历着不断的改进和突破
越来越多的国之重器
都为它留下了一席之地
2020年5月8日
我国新一代载人飞船试验船返回舱
在预定区域成功着陆
飞行任务试验取得圆满成功
有一个很重要的零件
就是王院士的团队
采用金属3D打印技术制造的

这个看着像锅底的零件
其实是钛合金框架
整个载人飞船
要进入地球的时候
需穿过稠密的大气
经历几千度的高温
钛框架的作用就是支撑防热结构
如果这个框架不够结实
气动的压力就会把防热结构压得支离破碎
影响飞船返回

金属3D打印技术
不仅满足了航天事业发展的需求
同时也标志着
我国在控制系统、材料工艺等关键技术领域
取得了重要突破
前期大载重气囊缓冲技术试验 图片来源:中国空间技术研究院


- 动容·科研精神 -
一生磨一剑,未必能磨成
技术突破背后
是科研工作者艰辛而漫长的探索
2007年春节
王教授与团队研究人员
在经历了无数个日日夜夜的艰苦奋战后
终于在除夕夜
利用打印技术完成了一个大型零件制造


然而,喜悦是短暂的
大年初一早上
王教授赶往实验室
却发现零件已裂成几块
这意味着整个团队耗费2年多时间
解决的问题
以失败告终
由此
王华明教授忠告科研工作者
做科研
离不开坚实的理论基础和良好的心理素质
“心理素质可能要非常的高,
否则无法经受起这种失败。”


“都说科研十年磨一剑,然而,可能一生磨一剑,也未必能磨成。但必须要有这种科研精神,能够执着于解决问题。”

——王华明教授


从神奇的3D打印
到冲破传统制造技术天花板的
变革性优势
金属3D打印
在一直不断地拓展
人类的想象空间和活动范围
而与技术进步相比
更让人动容的是背后的故事
是科研团队为实现技术创新突破
流过的汗水和泪水

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