同轴送粉工艺3D打印技术要火 已获200亿元基金支持

3D打印是一项近年来快速发展的新技术。通俗地说，只需要一个想法，一些材料，一台3D打印机，就可以把你脑中的一切想法转化成实物。从原理上看，它可以打印一个模具，甚至也可以是一辆汽车。                       

而这样一个边长20厘米左右的立方体，如果用传统的金属铸造工艺制造，重量至少要在5公斤以上，而这个零件的重量却只有0.5公斤，只有以前的十分之一，大大减轻了重量，却具备高强度。

正因为这个轻量化、高强度特性，目前，在我国很多飞机、船舶甚至航天器的重要零部件上，都可以见到金属3D打印的身影。无论是飞机、船舶的发动机、零部件，还是运载火箭、空间航天飞行器、无人机等航空航天设备，金属3D打印部件正在悄悄地取代着传统制造的零件。

孙峰：它主要用于咱们航天应用上，它的轻量化效果非常的好，整个零件它的减重达到了30%以上，它给咱们整个火箭发射这一块，成本节约了几百万，甚至上千万人民币的一个效果。

航天器对重量的要求十分苛刻，轻量化又有强度的3D打印零件，成了一个很好的选择。航天器上很多大大小小的零件，都可以用这种结构来替代原有的较为笨重的金属。甚至一根头发丝，就可以吊起来一个体积不小的卫星上的小零件。

孙峰：新兴的轻量化的小型卫星，通过我们3D打印工艺它可以实现整个结构体重减轻，而且整个制造过程非常快，我们传统制造业来说，制造一颗卫星它可能需要几个月甚至几年的时间，通过我们3D打印工艺实现整个卫星的机构，可能只需要十几天的时间，一颗小的卫星可以打出来。

不仅可以在轻盈精巧的方面可以完胜，3D打印也在颠覆着大型金属部件的制造方式。在另一间厂房里，一个大型的钛合金航天器零件，即将在这台由中国民营企业自主研发的大型金属3D打印机里诞生。

鑫精合激光科技发展有限公司总经理李广生：整个零件的直径是将近4米，这么大的一个投影面积的一个钛合金，靠传统的工艺用这个模锻就是很难加工出来的，我们这个3D打印可以很轻松解决这个问题。

与小型的精密的金属3D打印机的技术不同，大型的打印机采取了另一种不同的技术方式——同轴送粉工艺。而中国在这项技术上已经走在了世界的先列。目前，能用3D打印技术制造出达到锻造水平的金属部件的国家，只有德国、美国、中国等少数几个。而鑫精合批量制造大型钛金属结构件的能力已经在国际领先。

这种激光“打印”金属粉末的工艺，使得金属材料冷却凝固速度极快，组织细小，力学性能优异，也具备了像锻件一样的高强度。

直径4米的航天器部件拆分成6个2米左右的大零件，一一3D打印并加工后，再进行整体焊接。在过去，这样巨大的金属件从开模具到锻造，再到机械加工，是个非常浩大的工程，通常需要一年时间才能完成，而用3D打印的方式，仅需要3-6个月。经过25天的连续打印，这个大型的钛合金零件即将生产完成。

这个巨大的钛合金零件，即将用在载人航天器上的飞行员返回舱，它要承受返回舱穿过大气层，着陆地面的巨大冲击力，所以对金属部件的性能要求也是极为苛刻。工作人员们对3D打印出来的金属性能一一进行检测，显示金属强度已经超过客户提出指标的5%以上。