上个月去阎良的航空制造所调研,站在打印好的钛合金整体舱段面前,我半天说不出话。
原来传统工艺要做120多个零件,焊接拼接,光加工周期就要六个月,废品率超过三成。增材制造(3D打印)一体成型,四周就做好,废品率不到5%,还减重了38%。
这就是增材最香的地方——做别人做不了的东西。
航空航天这个行当,对零件的要求太极端了。
要轻,要强度高,要耐上千度高温,还要结构复杂到离谱。比如涡轮叶片的内部冷却通道,是随形的网状结构,传统铸造、减材加工根本不可能一体做出来,只能拼,拼完焊缝就是最大的安全隐患。
换增材呢?一层一层堆,你设计多复杂的内部结构都能打出来,完全不受加工刀具的限制。
这就顺理成章了,高端航空航天的零件附加值高,能扛得住增材的成本,又刚好有很多传统工艺解决不了的痛点,这不就是为增材量身定做的场景吗?
问:现在很多小厂都对外说能做航空级增材制造,真的靠谱吗?
答:别信。能打出来样子和能装机用,完全是两码事。航空件对致密度、疲劳强度、杂质含量的要求苛刻到变态,差0.1%的孔隙率,高低温循环几次直接断。我们所里前两年试过一家创业公司打出来的钛合金接头,静态测试全过,一做十万次疲劳循环直接裂了,根本不敢用。现在国内能过航空AS9100质量管理体系认证的金属增材厂商,也就二十多家,真没那么多神枪手。
问:增材制造出来的零件,打印完直接就能装机吗?
答:哪有这么轻松。
。打印完先要去掉支撑,然后热加工消除内应力,还要喷丸强化表面提高疲劳强度,配合连接的位置还要数控精加工,最后还要做探伤、力学性能测试,缺一步都出问题。很多人只盯着打印过程吹,根本不提后处理的坑,纯纯忽悠外行。
说实话,五年前我还觉得增材就是做做样件,小批量玩一玩。现在完全不一样了。
去年商飞公开的信息,C919上已经有多个增材制造的钛合金结构件实现批量装机,民营航天这边更猛,每发液体火箭都要用上几十个增材制造的零件,燃烧室整个一体打印,原来要拼四五十个零件,现在一个就搞定,可靠性直接提升了两倍还多,成本降了三成,周期缩短三分之二。
不过话说回来,现在网上吹的“增材取代传统制造”,纯纯是资本炒出来的噱头。增材根本取代不了传统的车铣刨磨,它就是补传统制造的短板。传统能低成本批量做的,轮不到增材,只有传统做不出来,或者做起来成本更高的,才轮到增材上场,这点拎不清,肯定要亏。
这几年见了太多进来踩坑的,总结几个实打实的经验:
💡 别盲目砸钱买设备。很多老板听了几场招商会,就砸几千万买金属SLM打印机,买回来才发现根本没对应的订单,放那落灰,每月还要十几万的维护成本。先找好你的细分需求,是不是真的有传统工艺解决不了的订单,再动手,不要为了做增材而做增材。
❗ 别贪便宜用劣质材料。金属增材的粉末就是核心,相同牌号的钛合金粉末,不同厂家的氧含量、粒径分布差一点点,打印出来的性能差一个档次,高端领域根本过不了检验。为了省十分之一的粉末钱,最后整批零件报废,亏的是大钱。
✅ 一定要提前跟设计端同步。很多人犯的错就是拿原来给传统工艺做的设计直接打印,根本发挥不了增材的优势。增材要做拓扑优化,要做轻量化,要根据增材的工艺特点重新设计,这样做出来的零件才真的有竞争力。
再过三五年,增材制造肯定会成为高端制造业的常规工艺,就像现在的数控加工一样普遍。但现在来说,它还是赚技术钱的行当,不是赚风口钱的生意。睁大眼睛,找对自己的位置,就能吃得上这波红利。
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