3D打印导弹，很牛但很难

<p style="text-align: center; text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"> </p><p style="text-align: center; text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">美国3D打印的镍铬火箭发动机喷嘴高温点火试验</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>核心提示：</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">美国宇航局用3D打印机打印出了镍铬火箭发动机喷嘴，这可是个好消息，而且这个喷嘴的高温点火试验还获得了成功。对导弹迷来说，这将意味着3D打印飞航导弹部件成为可能。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">3D打印生产的部件可一次整体成形，这将大幅度提高部件的强度和刚度，将会为未来高马赫数飞航导弹的一体化、耐高温、高性能复杂结构件的设计、制造和生产提供了可能。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">很明显，3D打印出来的导弹会很牛，可是要想打印出合格的导弹，依然有很多难点需突破。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>牛在哪儿？</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">导弹一次成型，强度、刚度高在制造业发展过程中，很多工程师发现：小尺寸金属结构件的直接制造工艺较简单，但大尺寸金属结构件制造较困难。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">这主要有两个原因，一是大尺寸构件受内应力影响难于成型，即使成型也会由于大的内应力影响导致材料强度下降；二是金属材料冷却结晶过程难以精确控制，一旦出现晶体粗大等将造成材料成型后的力学性能不佳。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">由于飞航导弹的很多部件都是大尺寸构件，因此，有人说3D打印飞航导弹将是未来的重点发展方向之一。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">此外，与焊接、法兰连接、铆接等工艺制造的部件相比，3D打印生产的部件一次整体成形，大幅度提高了部件的强度和刚度，甚至制造的金属结构件会替代一些非金属耐高温部件。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">故有人推测，随着3D打印技术的逐步成熟，它会被应用于未来飞航导弹的各种新型结构的设计、制造和生产，特别是未来高马赫数飞航导弹的一体化、耐高温、高性能复杂结构件的设计、制造和生产。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em"><strong>难在哪儿？</strong></p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">一难：“打印”标准不统一</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">美国宇航局3D打印的火箭发动机喷嘴高温试验的成功，标志着3D打印的金属结构部件在装备制造领域应用获得重大突破，为3D打印技术在该领域的应用提供了可能。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">但是，由于3D打印技术涉及实体制造、电子束熔融、激光近净成型、金属直接激光烧结等多种技术和系统，每种技术和系统的技术标准都不同，甚至不同的制造商生产的3D打印设备标准都不一，这是3D打印技术在装备制造领域中应用推广的障碍。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">可以想象，不同厂家用不同打印机打印出来的部件是组装不起来合格的导弹。因此，3D打印飞航导弹迫切需要对该技术进行标准化。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">二难：“校检”手段需提高</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">打印出来的部件能直接应用吗？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">我看未必，起码得检测一下，就连打印一份文件还得校检看看有没有错别字，何况导弹乎？</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">然而，传统的检测手段效率低下、效果不甚理想。据了解，目前对采用3D打印技术生产的金属部件缺乏有效的无损检测手段，因此想知道通过3D手段打印出来的导弹是否合格，检测技术是关键。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">不过，国外已经意识到3D打印技术检测手段标准化的重要性和迫切性。GE航空集团和西格玛实验室已联合开发新检测技术，可在3D打印过程中同时进行检测。除此之外，2013年美国商务部国家标准与技术研究院（NIST）也在资助3D打印测量水平和技术标准的研究。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">三难：“喷墨”材料待优化</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">打印好的图片需要好的喷墨，打印好的导弹也需要好的“喷墨”。3D打印导弹的“喷墨”是什么？是特种粉。</p><p style="text-indent: 2em; margin-bottom: 1em">目前，欧美已经比较成熟地实现了小尺寸不锈钢、高温合金等金属部件的激光直接成形。未来将重点发展应用于武器装备的高温合金、钛合金等大尺寸金属结构件的制造，所用的特种粉体主要是钛及钛合金粉末、镍基或钴基高温合金粉末等。但是，当前市场上大多数金属粉体含氧量高、球形度差、成分均匀性差以及粒度分布不佳，这在一定程度上限制了大尺寸、高性能金属结构件3D打印技术的发展。因此，特种粉体是未来3D打印导弹武器高性能结构件的关键。（郭朝邦）</p><br />