金属3D打印技术将对日常生活产生怎样的影响?

金属3D打印技术将对日常生活产生怎样的影响?

2020-05-18 08:57:36 紫菜 51

金属3D打印技术拥有超高温、强对流的“微区超常冶金”特点,而且能使金属的凝固冷却速度高达数十万摄氏度/秒,具有“激冷快速凝固”的特点。这两种特点的结合可以使金属3D打印技术彻底摆脱传统大型铸锭熔铸和锻造的原理性制约,使增材制造大型/超大型、复杂/超复杂金属构件具有晶粒细小、成分均匀、结构致密的快速凝固组织,并能方便地合成制备出传统冶金制备技术无法制备的新一代金属结构新材料。

利用金属3D打印技术制造的构件,其内部质量、晶粒结构、微观组织及性能,不仅不受零件尺寸、壁厚、位置的影响,而且在金属构件逐层熔化、逐层凝固的3D打印过程中,还可以“随心所欲”地控制3D打印合金熔池的熔体冶金状态、凝固冷却速度、温度梯度等金属结晶条件及固态冷却等过程中的3D打印环境物理、化学条件,实现对零件不同部位材料的化学成分、晶粒尺寸、形态和取向以及微观结构的主动控制,充分发挥不同材料的性能优势,取长补短地把不同材料“按需设计”,定制于零件的不同部位,使增材制造梯度金属材料构件具有单一材料无法具备的特殊性能。

就飞机制造来说,目前一架大型客机的机体结构零件数量数以万计。未来如果利用金属3D打印技术生产大型、复杂、整体、高性能、轻量化构件,一架大型飞机的机身结构零部件数量可能仅需数百个,可变革性地降低飞机自身结构重量。而且,在传统情况下,飞机生产需要强大的重工业能力支撑,设计时间少则5年、多则十几年。而将来利用金属3D打印技术配合模拟仿真技术,可能会使飞机的研制生产周期呈现数量级降低。

若能充分发挥金属3D打印技术低成本、短周期、数字化、智能化的优势,或将对未来重大装备的高性能金属结构材料制备技术、高性能大型复杂整体关键金属构件制造技术、结构设计技术,甚至对装备生产模式产生变革性影响。