美帝天顶星技术什么数控机床在其面前都是废材

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/26 15:43:50



图中前后:两个版本的铰链,都是用于喷气发动机盖,这说明3-D打印的性能。后面的一个是用传统制造方法制成。前面的是打印成的形状,重量只有一半。来源:保罗•麦克木林(Paul McMullin)
克里斯•特纳(Chris Turner)是欧洲宇航防务集团创新中心(EADS Innovation Works)的工程师,在英国布里斯托尔(Bristol)附近,他在扭转一台黑色箱型机器上的杠杆,观察窗打开,露出一个暗腔,平台上覆盖着灰色粉末。一束看不见的光束扫描整个粉末,火花飞溅。这台箱体是一台加层制造机,有时称为3-D打印机,它正在制造部件,用于空中客车A380(Airbus A380)客机。欧洲宇航防务集团创新中心拥有空中客车公司(Airbus),希望可以改变制造业。除其他益处外,它生产的零部件可以使飞机更轻,所以消耗燃料更少。

三维打印机可以制成复杂的形状,这些形状用传统技术就不能制成。然而,直到最近,他们仍然无法打印坚固、耐用的对象。特纳正在使用的机器,可以用高档金属制成复杂的形状,这一进展使研究人员可以应用3-D打印的设计性能,用于机械零件。打印机使用软件,算出部件在哪些部位需要承受重量,并把材料正好放在这些部位,这可以使整个部件重量减半,同时不牺牲强度。这会节省能源、金属和资金。这样制成的复杂、弯曲的形状,不能用模具铸造,也不能用更大的块状材料刻出来,即使用最先进的电脑控制工具也不行,但它们可以打印出来,相继添加的各层有几十微米厚。

特纳正在测试,打印的部件是否可承受用于飞机、直升机和飞船。“一旦我们了解这一点,我们就可以扩大规模,”他说。“我们可以使它适应制造大型飞机部件。”可能包括翼梁,就是支持双翼的长梁。


新的打印方法可创造复杂耐用的飞机部件。
用设计软件把数据输入这台3 - D打印机后,工程师克里斯•特纳(Chris Turner)就看着它一层层地形成铰链。一层精细的金属颗粒撒在印刷表面上,这台机器采用电子束,熔化它们,在指定部位形成固体形状。

来源:保罗•麦克木林(Paul McMullin)摄影



电子束把这个部件横截面的平面草图绘制到一层薄薄的钛合金粉末上。
电子束完成扫描,填充平面图,形成这个部件的一层。支撑熔融金属的工作台随后下降70微米,另一层金属粉末铺在上面。重复这一过程,直到整个部件制成。

一位工程师去除打印部件周围的剩余粉末。这里显示的机器是第二类3 - D打印机,它熔化粉末是使用激光,而不是电子束。来源:保罗•麦克木林

组件开始从块状粉末中显露出来。因为剩余的粉末可重复使用,以制造更多的零部件,因此,这项技术的结果,是比机械加工过程减少浪费高达95%。

成品部件完全符合最初的计算机模型。左边的部件形状像一个传统的组件。右边的部件是同一个组件,经过优化以减轻重量。可制成的部件大小,目前受到3-D打印机内模槽尺寸的限制。升级这种工艺,打印大型部件,可能需要把打印头安装在起重机上,以沉积粉末,并在同时熔化它,这要使用激光或电子束。
这是科幻片内的技术,中国连30年前的五铀数控机床还都沒量产美帝又要来天顶星技术了

1零部件.jpg (0 Bytes, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-9-6 23:18 上传


图中前后:两个版本的铰链,都是用于喷气发动机盖,这说明3-D打印的性能。后面的一个是用传统制造方法制成。前面的是打印成的形状,重量只有一半。来源:保罗•麦克木林(Paul McMullin)
克里斯•特纳(Chris Turner)是欧洲宇航防务集团创新中心(EADS Innovation Works)的工程师,在英国布里斯托尔(Bristol)附近,他在扭转一台黑色箱型机器上的杠杆,观察窗打开,露出一个暗腔,平台上覆盖着灰色粉末。一束看不见的光束扫描整个粉末,火花飞溅。这台箱体是一台加层制造机,有时称为3-D打印机,它正在制造部件,用于空中客车A380(Airbus A380)客机。欧洲宇航防务集团创新中心拥有空中客车公司(Airbus),希望可以改变制造业。除其他益处外,它生产的零部件可以使飞机更轻,所以消耗燃料更少。

三维打印机可以制成复杂的形状,这些形状用传统技术就不能制成。然而,直到最近,他们仍然无法打印坚固、耐用的对象。特纳正在使用的机器,可以用高档金属制成复杂的形状,这一进展使研究人员可以应用3-D打印的设计性能,用于机械零件。打印机使用软件,算出部件在哪些部位需要承受重量,并把材料正好放在这些部位,这可以使整个部件重量减半,同时不牺牲强度。这会节省能源、金属和资金。这样制成的复杂、弯曲的形状,不能用模具铸造,也不能用更大的块状材料刻出来,即使用最先进的电脑控制工具也不行,但它们可以打印出来,相继添加的各层有几十微米厚。

特纳正在测试,打印的部件是否可承受用于飞机、直升机和飞船。“一旦我们了解这一点,我们就可以扩大规模,”他说。“我们可以使它适应制造大型飞机部件。”可能包括翼梁,就是支持双翼的长梁。


新的打印方法可创造复杂耐用的飞机部件。
用设计软件把数据输入这台3 - D打印机后,工程师克里斯•特纳(Chris Turner)就看着它一层层地形成铰链。一层精细的金属颗粒撒在印刷表面上,这台机器采用电子束,熔化它们,在指定部位形成固体形状。

来源:保罗•麦克木林(Paul McMullin)摄影

零部件3.jpg (0 Bytes, 下载次数: 1)

下载附件 保存到相册

2011-9-6 23:18 上传


零部件2.jpg (0 Bytes, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-9-6 23:18 上传


零部件4.jpg (0 Bytes, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-9-6 23:18 上传


电子束把这个部件横截面的平面草图绘制到一层薄薄的钛合金粉末上。
电子束完成扫描,填充平面图,形成这个部件的一层。支撑熔融金属的工作台随后下降70微米,另一层金属粉末铺在上面。重复这一过程,直到整个部件制成。

零部件5.jpg (0 Bytes, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-9-6 23:18 上传


一位工程师去除打印部件周围的剩余粉末。这里显示的机器是第二类3 - D打印机,它熔化粉末是使用激光,而不是电子束。来源:保罗•麦克木林

零部件6.jpg (0 Bytes, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-9-6 23:18 上传


组件开始从块状粉末中显露出来。因为剩余的粉末可重复使用,以制造更多的零部件,因此,这项技术的结果,是比机械加工过程减少浪费高达95%。

零部件7.jpg (0 Bytes, 下载次数: 0)

下载附件 保存到相册

2011-9-6 23:18 上传


成品部件完全符合最初的计算机模型。左边的部件形状像一个传统的组件。右边的部件是同一个组件,经过优化以减轻重量。可制成的部件大小,目前受到3-D打印机内模槽尺寸的限制。升级这种工艺,打印大型部件,可能需要把打印头安装在起重机上,以沉积粉末,并在同时熔化它,这要使用激光或电子束。
这是科幻片内的技术,中国连30年前的五铀数控机床还都沒量产美帝又要来天顶星技术了
省钱省料高精度,又一个新的时代中国要大力追啊
难到从大工厂又回到小作坊的时代
从黑丝高度的完成度,光滑的表面猜测黑丝可能应用了北航的钛合金激光快速成型工艺!也就是说整架机体是一整件钛合金构件,除了留下维修通道外!没一颗铆钉,一般原形机都是铁锤敲打出来的,制造精度差,周期长,四代机的外型要兼顾气动和隐形要求,外形都是超级计算机协助弄出来的,要求苛刻,如果北航的钛合金激光快速成型工艺应用成熟~哗啦啦口水!
   相关信息:2009年7月,中航工业总经理林左鸣专程考察北京航空航天大学激光材料制备与成形实验室。航空科学与技术国家实验室首席科学家王华明教授就大型整体钛合金结构件激光快速成形技术研究进展及在飞机、发动机领域的应用前景,向林左鸣一行做了详细汇报。林左鸣高度赞赏北航取得的国际领先研究成果,并表示中航工业将与北航加强合作,全力支持并加快该技术的研究和工程化应用进程。
    王华明,46岁,工学博士,教授,航空材料与结构研究部(专职)“首席科学家”,德国“洪堡学者”、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授、“国家杰出青年基金”及“全国五一劳动奖章”获得者,曾获“北京市教学名师”、“北京市优秀共产党员”等荣誉。兼任中华洪堡学者协会理事、北京机械工程学会副理事长、中国热处理学会常务理事、中国特种加工学会及中国摩擦学学会理事等。

从事“高性能航空金属材料激光制备科学与成形制造技术”研究。主持“国家杰出青年基金”、“国家自然科学基金重点项目”、“国家863计划项目”、“国防基础科研重大项目”等十余项。在国家上提出“元多相难熔金属硅化物高温耐磨耐蚀多功能涂层材料”研究新领域,研究成果在“昆仑”、“太行”等航空发动机上通过装机应用。突破飞机大型钛合金整体主承力构件激光快速成形关键技术,研制出迄今世界最大、拥有“原创”系列核心关键技术的飞机大型整体钛合金主承力结构件激光快速成形工程化成套装备,制造出迄今中国最大的大型整体钛合金飞机主承力结构件并通过装机评审,使我国成为目前世界上唯一掌握飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术并实现装机应用的国家!获“国防科学技术一等奖”等多项奖励,授权“发明专利”8项,在影响因子大于1的SCI收录国际期刊上发表论文60余篇。

http://lt.cjdby.net/thread-1059131-1-1.html
好像国内叫激光堆焊。听起来很土就是3D打印原理的应用吧。以前看过一个论文说这个东西能减轻30%左右的重量。

但是,某些时候内部结构有裂纹。
焊接会改变材料的微特性,而且工件越大质量越不好控制。

不过在非承力结构这个东西的应用前景真是广泛阿。复杂的曲面一下搞定
要是能搞承力部件,那真的很厉害。
现在都在实验,成熟需要时间

也不算啥高技术了,日本早就提出家用版的3D打印机,好像可以打印家具。。。。。。
哈哈,IKEA要破产啦。


承力部件恐怕打印完了之后还得再进一下锻机吧,要不然孔隙怎么解决?MS牛牛的3D打印机已经能够直接打出整辆自行车了。
3D打印开创历史 首辆打印自行车亮相

承力部件恐怕打印完了之后还得再进一下锻机吧,要不然孔隙怎么解决?MS牛牛的3D打印机已经能够直接打出整辆自行车了。
3D打印开创历史 首辆打印自行车亮相
http://v.youku.com/v_show/id_XMTgyNjM4NDA0.html

DMG的机床才好,想要维持强度,只有这个办法。3D打印,怕强度有问题啊。
用这个打主承力结构恐怕不如先锻造再机加工来得结实
3D打印这种大一学生教材上就有的东西算什么天顶星技术
http://lt.cjdby.net/thread-648982-1-1.html
钛合金具有密度低、强度高、耐腐蚀等突出优点,在先进战机、大型飞机、高推重比航空发动机及工业重型燃气轮机等装备中的用量越来越大例如,波音787大型客机中钛合金结构件用量已超过机体结构重量的15%,美国第四代战机F-22中钛合金结构件用量更高达41%,高推比航空发动机中钛合金用量达25%~40%。同时,为有效降低装备结构重量、提高装备性能、使用寿命和可靠性,飞机、航空发动机等装备均需越来越多地采用钛合金大型整体结构。事实上,大型整体钛合金关键结构件用量的高低,已成为衡量现代飞机和航空发动机等重大装备技术先进性的重要标志之一。采用整体锻造等传统方法制造大型钛合金结构件,工序长、工艺复杂,对制造技术和制造装备的要求高,成形技术难度大,不仅需要万吨级以上的重型液压锻造工业装备、大规格锻坯加工及大型锻造模具制造,而且零件加工去除量大、数控加工时间长、材料利用率低、生产周期长、制造成本高(例如,美国F-22飞机中尺寸最大的Ti6Al4V钛合金整体加强框,零件重量不足144kg,而其毛坯模锻件重达2796kg,材料利用率不到4.90%,数控加工周期长达半年以上)。大型整体钛合金关键结构件成形制造技术,被国内外公认为是对飞机、发动机、燃气轮机等重大工业装备研制与生产具有重要影响的核心关键制造技术之一
    钛合金结构件激光快速成形技术是以钛合金粉末为原料,通过激光熔化/快速凝固逐层沉积“生长制造”,由零件CAD模型一步完成全致密、高性能钛合金结构件的“近净成形制造与整体锻造等传统制造技术相比,具有以下特点:
    1)无需大型锻造工业装备、大型锻造模具制造及大规格锻坯制备加工;
    2)高性能钛合金材料的制备与大型钛合金零件的“近净成形”一步完成;
    3)零件机械加工余量小、数控加工时间短、材料利用率高、生产周期短、制造成本低;
    4)零件具有细小、均匀的激光“原位”冶金/快速凝固组织,综合力学性能优异;
    5)柔性高、响应快等。
    该技术是一种“变革性”的数字化、先进“近净成形”技术,为大型钛合金结构件的低成本、短周期、近净成形制造提供了一条新的技术途径,在先进战机、大型飞机、高推重比航空发动机、重型燃气轮机等重大工业装备的研制生产中具有重要的应用前景。
    2001年美国AeroMet公司开始为波音公司F/A-18E/F舰载联合歼击/攻击机小批量试制发动机舱推力拉梁、机翼转动折叠接头、翼梁、带筋壁板等机翼钛合金次承力结构件。2002年制定出了“Ti6Al4V钛合金激光快速成形产品”宇航材料标准(ASM 4999)并于同年在世界上率先实现激光快速成形钛合金次承力结构件在F/A-18等战机上的验证考核和装机应用。然而,令人遗憾的是,由于未能有效解决激光快速成形大型钛合金结构件内部质量和力学性能控制等关键技术难题,其激光快速成形Ti6Al4V等钛合金结构件,即使再经热等静压(HIP)、开模锻造(open-die forging)等后续致密化加工,其疲劳等关键力学性能仍然显著低于钛合金锻件(优于铸件而低于锻件),难以取代锻件实现其在飞机主承力构件上的应用,AeroMet公司最终于2005年12月被迫停业关闭在解决激光成形过程中零件严重“变形开裂”和内部缺陷和内部组织”控制等长期制约该技术发展的重大“瓶颈难题”上,除北京航空航天大学取得了可喜突破外,国内外迄今一直未能取得实质性进展,致使目前大型金属构件激光快速成形技术研究在国际上落入“低潮”,国际上大部分从事激光快速成形技术研究的单位大多转向零件“激光修复”领域,这种趋势在今年三月美国激光学会(LIA)举行的激光快速成形研讨会上(LAM’2009)得到充分体现,激光修复成为与会全部24个报告的主要议题。
    “十五”期间,北京航空航天大学与沈阳飞机设计研究所等单位“产学研”紧密结合,突破了飞机钛合金次承力结构件激光快速成形工艺及应用关键技术,构件疲劳、断裂韧性等主要力学性能达到钛合金模锻件水平,2005年7月成功实现激光快速成形TA15钛合金飞机角盒,TC4钛合金飞机座椅支座及腹鳍接头等4种飞机钛合金次承力结构件在3种飞机上的装机应用,成为当时继美国原AeroMet公司之后世界上第二个实现激光快速成形钛合金结构件在飞机上实际装机应用的研究团队。
    “十一五”期间,北京航空航天大学在飞机钛合金大型整体主承力结构件激光快速成形工艺研究、工程化成套装备研发与装机应用关键技术攻关等方面取得了突破性进展,为有效解决激光快速成形钛合金大型整体主承力结构件“变形开裂”预防、“凝固组织和内部缺陷”控制和“力学性能”优化等一直制约该技术发展的“瓶颈难题”找到了一条新路,主要研究进展为:
    1)提出原创性的“热应力离散控制”新方法,为有效突破大型钛合金主承力结构件激光快速成形过程零件严重翘曲变形与开裂“瓶颈难题”找到了一条新路,激光快速成形制造出了单件重量逾50~200kg的多种大型整体钛合金飞机关键结构件试验件及迄今国内尺寸最大的大型整体钛合金飞机主承力结构件并得到装机应用。
    2)提出激光快速成形大型钛合金主承力结构件凝固晶粒尺寸、晶粒形态和晶体取向主动控制新方法,实现了对零件凝固组织的主动控制
    3)发明激光快速成形双相钛合金“特种热处理”新工艺,获得综合力学性能优异的“特种双态显微组织”新形态,使激光快速成形钛合金的综合力学性能显著提高,疲劳力纹扩展速率降低一个数量级以上,为提高飞机等钛合金主承力构件的使用安全性和损伤容限性能找到了一条新路。
    4) 初步突破激光快速成形TA15钛合金大型结构件内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术,飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件,其中,缺口疲劳极限超过钛合金模锻件近50%、高温持久寿命较模锻件提高4倍(在500℃/480 MPa试验条件下的高温持久寿命,锻造TA15钛合金为48.6h,激光直接成形钛合金长达235 h)、疲劳裂纹扩展抗力提高一个数量级
    5)研制出了具有“原创”关键技术、迄今世界最大的飞机钛合金大型结构件激光快速成形工程化成套装备(零件激光熔化沉积真空腔尺寸达4000 mm×3000mm×2000 mm),初步建立起全套飞机钛合金大型整体主承力构件激光快速成形工艺规范和配套应用技术标准,研究成果已在飞机上得到应用。
纯为人类技术进步感到高兴。
谁先搞出来不重要,重要的是这货很好很强大还很TMD拉风。
配合现代超算的计算能力,充满生物体流畅感的工程学奇迹已经不是梦想了。
一会儿欧洲一会儿美国。
有些部件用这种办法只能得到形状,性能会有问题。

金属构件使用离子沉积技术似乎理论上可以得到任何形状物体,只要不怕耗时和成本高。
国内就叫激光快速成型技术,原理都一样的,老外非要整一个感性的名字:3D激光打印技术,哈哈。
大家不要奇怪,楼主是学文科的,对新名词感兴趣,对实际状态不感冒。{:soso_e101:}
老技术了,只是最近有了突破。
这玩意一层层熔-凝加工出来的工件,内应力还不知道有多大,承力……

估计加工完了至少得先放入高压液缸压压一遍(太大了的话就只好拿钢索拴着放到马里亚纳海沟里面了),
然后加热退火消除内应力来个几遍。
ckf300020000 发表于 2011-9-6 23:41
省钱省料高精度,又一个新的时代中国要大力追啊
难到从大工厂又回到小作坊的时代
省钱还真不见得——无论是电子束焊还是激光焊,能量消耗都是惊人的。
嗯……这个技术算是冶金技术还是成型加工技术还是机加工技术?
似乎都有,但似乎都不是……
是该好好研究下……
前景诱人,兔子家也不缺这个。兔子比较实在,激光堆焊比较贴切。
taohaihua 发表于 2011-9-6 23:43
从黑丝高度的完成度,光滑的表面猜测黑丝可能应用了北航的钛合金激光快速成型工艺!也就是说整架机体是一整 ...
整架机体是一整件钛合金构件,除了留下维修通道外!没一颗铆钉
你能确认是这样的吗,难道是飞碟吗?
现在的3D打印机很多地方都能买到。不过都是塑料的。原理一样的。不过还是挺先进的。
这玩意离实用又近了一步。。。
楼主上学的时候,金工实习没有玩过一体成型机吗???还用激光???激光不怕烧坏材料???激光成型局限很多好吧???天顶星个P....
不感冒,这种方法可以生产出东西我相信,但热处理问题怎么解决,另外,一般的锻件,最外层是硬度最高的,而内层软一些,也就是韧性好,这样加工,估计都差不多了。
http://news.ifeng.com/mil/2/detail_2011_11/29/10970961_0.shtml
新华网武汉11月28日电(记者廖君)经过十几年努力,华中科技大学史玉升科研团队成功开发成形空间为1.2米×1.2米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备。据介绍,这是目前世界上最大成形空间的快速制造装备。

专家表示,这一装备与工艺的开发表明,我国快速制造技术处于国际领先地位,这也是我国在先进制造领域的一项新突破。

基于粉末床的激光烧结快速制造技术也叫选择性激光烧结成形技术,是一种广泛工业化应用的快速制造技术。其原理是将计算机设计出的复杂零部件分解成若干层平面数据,然后用激光把金属、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平面数据烧结,形成一个平面形状,再通过层层累积叠加,像植物生长般一次性整体成形。

由于这项技术将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加,大大降低了设计与制造的复杂度,甚至可以制造传统方式无法加工的奇异结构,如封闭内部空腔、多层嵌套等,是最具发展前景的快速制造技术之一。

据了解,从1991年开始,华中科技大学研究团队开始快速制造技术研发工作,2002年开发出工作面为0.5米×0.5米的装备,超过了当时代表国际最先进水平的美国3D系统公司;2005年研制出了工作面达1米×1米的装备,远远超过国外同类装备。

随后,史玉升研究团队在“大工作面粉床预热温度场均匀控制装置及方法”和“高强度大型激光烧结制件的粉末材料制备及成形工艺”等影响大型复杂制件整体成形的关键技术方面取得了突破,研制成功工业级的1.2米×1.2米快速制造装备。

这是世界上最大成形空间的此类装备,超过德国EOS公司最大成形空间0.73米×0.38米和美国3D系统公司0.55米×0.55米的同类产品,使我国在快速制造领域达到世界领先水平
楼主的评论真是想当然!
“30年前”的机床,现在仍然在用在发展,并不是说有了一项新工艺就可以取代以前的所有工艺;

“几千年前”的烧结工艺(制陶、制玻璃),美帝还不是一样要用!
米帝、阴帝都是废柴,激光熔覆直接成型的力学性能没能搞定,注定没有发展前途,被小白兔轻松超越了。。。
现在中国有了类似和更好的技术,你认为还是天顶星;P


这个东西国内早就有了,某厂在国外引进的设备,用于修涡轮叶片的。堆焊出来以后,还要放进某国外进口的高温设备淬炼。某厂车间里面一堆这些机器都可以批量生产零配件,唯一遗憾的是设备都是民用级的,各种参数都是靠大量实验筛选出来的,比如温度配方这些。但是即使是民用级,用来维修俄制发动机零件,也是太好了,甚至超过。

这个东西国内早就有了,某厂在国外引进的设备,用于修涡轮叶片的。堆焊出来以后,还要放进某国外进口的高温设备淬炼。某厂车间里面一堆这些机器都可以批量生产零配件,唯一遗憾的是设备都是民用级的,各种参数都是靠大量实验筛选出来的,比如温度配方这些。但是即使是民用级,用来维修俄制发动机零件,也是太好了,甚至超过。
哦,我们的更好
我们真的有更好的?这KC太红了。
3D打印不是什么新技术,学机械的大学生课本上就有
我怎么没见过啊?(我也是学机械的啊!)但是一体成型有!
TG也在研究这个加工工艺。不过不同的工艺有不同的适用领域,目前还没有一种工艺能够包打天下完胜其它工艺。
我们应该早有这个技术了,前一段介绍过了
3d打印机使用软件,算出部件在哪些部位需要承受重量,并把材料正好放在这些部位,这可以使整个部件重量减半
人家主力在这里
有一个老游戏叫《横扫千军》,里面的老大就是这样生产炮台的,喷射成型。
张菊说了,是掏空掏出来的不是嘛
楼主有点火星,这技术在国内已经研发多年,我们也有优势的。