數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化——中航商發(fā)雷力眀談3D打印材料未來趨勢

來源：TCT亞洲視角

近年來，隨著3D打印越來越向生產(chǎn)制造端靠攏，3D打印材料市場規(guī)模占整個3D打印市場規(guī)模的比重進(jìn)一步擴(kuò)大，從2012年的25%上升至2017年的27.6%，2018年增長到了28.60%。

數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

就整個應(yīng)用市場而言，航空航天占比最高為18.9%，主要以金屬粉末材料為主。

數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

對于未來材料市場的發(fā)展，中國航發(fā)商發(fā)制造副總工程師、工藝研究中心部長雷力眀在2019年TCT亞洲峰會上談及3D打印材料如是說：

*注 以下內(nèi)容摘自雷力明在2019年TCT亞洲峰會的演講內(nèi)容

粉末材料我們分了四個層級，第一層級是最為基礎(chǔ)的化學(xué)成份、顆粒度。

實(shí)際上第一個性能達(dá)標(biāo)不一定滿足第二個階段的性能要求，因為原來買的設(shè)備都符合標(biāo)準(zhǔn)，固化工藝打印出來以后性能波動非常大，所以第一個層級必須以滿足粉末的基本材料標(biāo)準(zhǔn)。

電鏡或者粒度儀來進(jìn)行基礎(chǔ)測定

第二層級用自己的工藝來測試性能，看能不能達(dá)到設(shè)計要求。第三個層級，進(jìn)行質(zhì)量穩(wěn)定性控制，由于是使用增材制造技術(shù)而非使用CNC數(shù)控加工，每次生產(chǎn)環(huán)境的變化、使用設(shè)備、操作流程的變化都會對于其生產(chǎn)的一致性有非常大的影響。

而對于航空領(lǐng)域，特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計使用性能數(shù)據(jù)要在一個很小的范圍波動。從三個層級考核粉末，很多粉末供應(yīng)商都被淘汰了。現(xiàn)在有個別一兩家可能可以穩(wěn)定在第二到第三個層級之間。

使用3D打印制作的航空部件

組織這塊，對于直接打印的組織分析之外，對于通過不同后處理工藝對組織演化，組織和性能是相關(guān)的，對性能優(yōu)影響，我們也做了一些分析。

性能這塊我們做得比較多，分析不同的加工參數(shù)、后處理參數(shù)，根據(jù)強(qiáng)度、疲勞性能波動，根據(jù)設(shè)計需求優(yōu)化出熱處理工藝。

使用熱等靜壓設(shè)備對于打印成品進(jìn)行熱處理以提高其物理性能

分析不同打印區(qū)域的差異，不同的溫度、打印參數(shù)，比如說疲勞性能、高溫拉升，表格里面有我們按照航空標(biāo)準(zhǔn)的鍛件標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行要求，疲勞性能特別好，這是我們想不到的。

原來系統(tǒng)認(rèn)為可能疲勞性能不一定好，現(xiàn)在疲勞性能測出來還是很好的。高溫拉升達(dá)到鍛件標(biāo)準(zhǔn)的要求。不僅是在中國，國際上也缺少數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計要求缺乏穩(wěn)定性。

希望粉末供應(yīng)商、打印服務(wù)供應(yīng)商有數(shù)據(jù)我們可以進(jìn)行共享，你們做了鈦合金我們沒做，大家可以共享，一塊推動設(shè)計應(yīng)用，設(shè)計沒有數(shù)據(jù)的時候是很發(fā)慌的，覺得這個東西不敢用。

——雷力明，中國航發(fā)上海商用航空發(fā)動機(jī)制造有限責(zé)任公司副總工程師