鈦是一種密度只有鋼鐵的一半，強(qiáng)度卻遠(yuǎn)勝于絕大多數(shù)合金的材料，被廣泛用于航天航空業(yè)。美國(guó)是最早開(kāi)發(fā)鈦合金3D打印技術(shù)的國(guó)家。1985年，美國(guó)就在國(guó)防部的主導(dǎo)下秘密開(kāi)始了鈦合金激光成形技術(shù)的研究，并在1992年公之于眾。隨后美國(guó)繼續(xù)研發(fā)這一技術(shù)，并在2002年將激光成形的鈦合金零件裝上戰(zhàn)機(jī)試驗(yàn)。

　　然而，因?yàn)樵谥圃爝^(guò)程中鈦合金變形、斷裂的技術(shù)難題無(wú)法解決，美國(guó)始終無(wú)法生產(chǎn)高強(qiáng)度、大尺寸的激光成形鈦合金構(gòu)件。2005年，美國(guó)從事鈦合金激光成型制造業(yè)務(wù)的商業(yè)公司Aeromet由于始終無(wú)法生產(chǎn)出性能滿足主承力要求的大尺寸復(fù)雜鈦合金構(gòu)件，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有價(jià)值的市場(chǎng)應(yīng)用而倒閉。美國(guó)的其他國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也無(wú)法攻克這一難題，目前只能進(jìn)行小尺寸鈦合金部件的打印和鈦合金零件表面修復(fù)。

　　2013年，美國(guó)Sciaky公司宣布，他們已經(jīng)成功掌握了突破性的直接制造技術(shù)，使用電子束進(jìn)行鈦合金3D打印。Sciaky公司的直接制造解決方案基于添加劑的制造原理，是PSU應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室（ARL）采用的關(guān)鍵技術(shù)之一，目的是生產(chǎn)高品質(zhì)的金屬零部件。Sciaky公司的DM解決方案是唯一的大規(guī)模完全可編程的解決方案，可制造近凈形零件，材料包括鈦、鉭、鉻鎳鐵合金及其他高價(jià)值金屬。該解決方案結(jié)合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、Sciaky最先進(jìn)的電子束焊接技術(shù)和添加劑分層處理，所制造的零件尺寸可以達(dá)到5.8米×1.2米×1.2米。

Sciaky真正的領(lǐng)先之處在于超高打印速度，利用功率高達(dá)42千瓦的電子束槍?zhuān)啃r(shí)可打印15-40磅的金屬鈦，而大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)者僅能達(dá)到每小時(shí)5磅。就目前而言，電子束似乎是一種比激光更適合的金屬3D打印能量源。從數(shù)據(jù)上看，這一打印速度和零件尺寸已經(jīng)超過(guò)了中國(guó)。前不久，中國(guó)西北工業(yè)大學(xué)剛剛用鈦合金激光3D打印技術(shù)生產(chǎn)了長(zhǎng)度為5米的飛機(jī)主承力梁。

　　美國(guó)空軍和洛克希德-馬丁公司已經(jīng)宣布與Sciaky公司成為合作伙伴，并且計(jì)劃使用該公司生產(chǎn)的3D打印機(jī)制作飛機(jī)部件裝備正在生產(chǎn)的F-35戰(zhàn)斗機(jī)。相較于傳統(tǒng)制造方式，這一新技術(shù)制造的產(chǎn)品成本更低、壽命也更長(zhǎng)。如果3000多架戰(zhàn)機(jī)都使用這種技術(shù)制造部件，將可以節(jié)省數(shù)十億美元的成本。

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