【多維新聞】把粉末狀的原材料放進打印機，在激光的魔力作用下，你便能獲得你想要的——從玩具、模型、文物贗品、汽車部件，直到人體器官。這夢幻的一幕，便是風靡全球、被英國《經濟學人》認為“將推動實現第三次工業革命”的3D打印技術。

激光成型鈦合金大型主承力構件

人們普遍認為，美國引領着這場工業革命。而近期，從中國曝光的幾則消息，卻令世人大吃一驚。

把這些消息綜合起來，證實了一個事實——中國已經成為目前世界上唯一掌握激光成型鈦合金大型主承力構件製造技術、並付諸實際應用的國家。

憑藉着鈦合金3D打印技術，中國在航空材料領域，第一次走到了世界先進水平的前列。

中國尖端戰機“井噴”的一大功臣

近日，在中國北京國際科技產業博覽會上，中航工業與北京航空航天大學聯合展示了獲得2012年度“國家技術發明獎一等獎”的飛機鈦合金大型整體關鍵構件激光成型技術，以及通過其生產出的一個5平方米鈦合金加強框。

據海外媒體報道，3D打印技術正在被大面積用於中國正在研發中的首款航母艦載機殲-15、多用途戰機殲-16、第五代重型戰鬥機殲-20、第五代中型戰鬥機殲-31，以及商飛的民用大飛機C919上。

據中國官媒央視新聞頻道報道，殲-15總設計師孫聰在兩會期間透露，鈦合金和M100鋼的3D打印技術，已被廣泛用於殲-15的主承力部分，包括整個前起落架。

中國西北工業大學材料學院教授黃衛東的團隊，曾製造出一根3米長的鈦合金構件，作為C919機翼的重要部件。據他透露，中國發展能替代傳統複雜製造工藝的3D打印技術，已有將近20年了。

第五代中型戰鬥機殲-31

其實，目前中國已具備了使用激光成型超過12平方米的複雜鈦合金構件的技術和能力。

3D打印技術的應用，大大加速了中國國產尖端戰機的研發進度。依託激光鈦合金成型造價低、速度快的特點，瀋陽飛機工業集團在一年之內連續組裝出殲-15、殲-16、殲-31等多型戰鬥機，並進行試飛。

最大好處是令戰機性能獲得巨大提升

質量輕、強度高、耐高溫的鈦合金，是軍用飛機的關鍵材料。然而，鈦合金昂貴的價格與特殊的材料屬性，導致使用傳統鍛造技術造出的零件，最大尺寸也不超過4.5平方米。

據瀋陽飛機設計研究所副總設計師王向明介紹，鈦合金要8萬美元到9萬美元一噸，而傳統工藝的材料利用率不到10%，如美國F-22戰機的鑄造鈦合金主承力部件，95%的原料都會被作為廢料切掉。“另外鈦合金很粘，加工的時間又長又費錢。”

而激光鈦合金成型技術，完全解決了難題。“加工1噸鈦合金複雜構件，傳統工藝的成本大約400萬美元，而用激光3D快速成型技術僅20萬美元左右。”加之不需要製造專用的模具，原本相當於材料成本一到兩倍的加工費用，現在只需原來的10%。

除了省時省錢，更重要的是，通過3D打印，結構複雜、特殊的鈦合金構件可以一體成型，而無需一個個鍛造出來再焊接在一起，大大提高了機身強度。

特別“給力”的是——據專家估計，F-22的鈦合金鍛件，如果使用中國的3D打印技術製造，在強度相當的情況下，重量最多可以減少40%。這將大大提高戰機的推重比，令戰機性能獲得巨大提升。

因此在理論上，中國現有的渦扇發動機，如果用在廣泛應用3D打印技術生產的殲-20等第五代戰機上，與F-22的推重比差距不會太大。這樣一來，中國相對落後的發動機技術，就不會過於“拖後腿”了。