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”?
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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!
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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
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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

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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
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- 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

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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
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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


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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。”

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“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

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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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