锻造切削虽然精度较好,美国F-22战机主要承力部件便是大型铸造钛合金框。但是零件制造浪费严重,原料95%都会被作为废料切掉,而且锻造钛合金的尺寸受到严格限制,人们一直在寻找解决这一问题的办法,最终找到了激光成形技术。
激光成形技术或激光增材技术也就是我们常说的“3D打印”,它是将钛材料粉末进行激光高温处理后“组成”一个钛合金部件的“神奇魔术”,据悉,飞机钛合金大型整体关键构件激光成形技术是“3D打印技术”的高端发展形势,对航空工业来说是一场革命性的技术,而跑在这项技术前列的是中美两国,而中国则领先美国,在国际上首次突破了飞机钛合金大型整体主承力结构件激光成型工艺、力学性能控制、工程化成套设备、技术标准等一系列技术问题。
2013年1月18日,国务院向“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”颁发国家技术发明奖一等奖。目前,这一技术在我国已经投入工业化制造,使我国成为继美国之后、世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及技术的国家。
钛合金飞机承力件
更加令人欣喜的是,在性能上,根据公开的材料表明,我国已经能够生产优于美国的激光成形钛合金构件。成为目前世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付诸实用的国家。
第二神器:大型模锻压机是现代飞机生产的“揉面机”
刚才我们讲到了激光增材技术对飞机钛合金部件加工的贡献,但我们仍然要提醒各位读者,目前,激光增材技术虽然能够生产各种型号的飞机钛合金部件,但需要大规模生产时,增材技术并不是最佳的选择,解决这一问题说到底,还是需要工业基础技术的进步才行,而比较适合大规模生产飞机钛合金部件的机器,我们称它为“大型模锻压机”,简称“大压机”。
首先要说明的一点是,大型模锻压机是衡量一个国家工业实力的重要标志。
迄今为止,仅有中国、美国、俄罗斯、法国4个国家有类似设备,世界上曾经最大的锻造等级为俄罗斯研制的7.5万吨级别超级锻压机,而我国近年来相继建立了4万吨、6.5万吨和8万吨的超级锻压机,未来还建造10万吨和16万吨级超巨型锻压机。
目前,中国成为拥有全球最高等级模锻装备的国家。