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主题:对3D打印的玄想:首先应该正名为:精密积造 -- 鸿乾
3D打印是沿袭打印而来的,现在已经成为有碍于发展的名词,成为混淆的源泉之一,因此,应该尽早正名。我的建议是:精密积造,或者精密塑造。是否还有更好的名称?我还建议,如果在西西河这里想好了名称,请大家向外推荐,使得大家都用正确的名称。所谓名不正,则言不顺。正确的名称是重要的。如果成了,也就成为西西河的功德了。
这是和铸造,锻造等既往的制造方法对应的,是一种全新的制造方式。这种制造方式,恐怕是今后的制造业的主力方向。推荐大家看王教授的讲演:外链出处
其中实质上提到他们用这种精密积造方法制造了J20的主力结构钛合金部件。这是非常不容易的,也是非常好的进展,是中国人的首创。
因此,来玄想一些这方面的事情。
第一,控制3维空间中的位置精确到100微米级别,已经不是什么困难的事情,因此可以用积层的方式来制造。这个瓶颈已破。但是,更高精度的位置控制,恐怕还是很难的。10微米级别,微米级别,恐怕也是需要的,如果要提供制造部件的质量。请看第二个玄想。
第二,积层是相对容易的。但是,积层后的融熔,或者其他的紧密结合方式,就相当不容易了。目前采用激光做融熔,恐怕也就是对某些金属才可以,例如高抗氧化的等等。我猜想,不能做铝材质的,虽然他们有不错的惰性气体保护。那么紧密结合的方式就是一个瓶颈。而且这个紧密结合要求控制位置的精度比积层的更高。
第三,金属在熔融之后,就产生一个自由边界的流体,或者类流体。猜想,整个制造过程和制造结果和怎么处理这种流体(类流体)有很大的关系。我猜想,能够好处理这一小块流体,是中国能够做成而美国没有做成的最核心点。我不是专家,仅是猜测。如果是这样,那么中国就应该集中一批物理数学专家,来研究这种流体(类流体),把这个东西研究透,然后就好调控了,后面的制造就好做了,就有根据了。
第四,就是对金属材质的积造的瓶颈破了,还仅是积造的第一步发展。以后将发展多材质的制造。例如,一个部件里面,嵌入一条电线,用来做各种用途。这样的部件,用现有方式很难制造。如果能够用多材质的积造,就比较容易了。
第五,更进一步的发展是从固体的积层到液体的积层。这样设想,液滴在精确电磁场力的作用下,积层到部件上,适当降温结合,然后再积层,一直到部件完成。这样的制造过程,将可以极大提升产品的品质。特别是,如果能够做多材质,就将非常有用。例如发动机叶轮盘,叶片内部有降温液管道,用这种方法来生成,就比较有效。再例如,可以做到发动机叶轮盘和片外部是抗高温的陶瓷晶体,而内部是高强度的合金,等等。
第六,王教授也讲了,在他们的技术成功后,激光器就成了核心的东西了。但是,还是有若干核心技术掌控在人家的手上。因此,国家需要组织这些方面的协同攻关。其实,积层后的熔融,应该还有其他手段,例如超声加热等。因此各个相应的方面都需要相应攻关。总之,想积层制造这样的制造手段,将全面脱离传统的制造方式,而成为极高精尖的制造方法,要掌握这样的制造方式,必须全面掌握相应的物理化学数学过程,以前的那些逐渐积累的点滴知识,恐怕有过时的趋势。全面掌握相关物性的理论将更加重要。
第七,这种制造对高性能计算必然提出了非常高的要求。设想一下,控制相应的液滴在精确电磁力的作用下积层起来,需要什么样的计算能力?而且计算相应的应力分布,包括即将产生的各自应力分布,以及产生相应的消解应力的加热措施(如果使用超声加热,或许可以做到点加热),又需要什么样的计算能力?
这样看来,精密积造的确是目前和近未来的高科技高竞争空间。可能成为颠覆性的。那样,以前西方积累的工业经验,很可能过时。如果中国能够把握好,就可以一步跨越。王教授他们的东西非常好,但仅是开端。中国有了好的开端,会有好的后来吗?这就是问题。
这些都是玄想,想着好玩,说着好玩的。对这些事情,我是真不懂。如果真的对事情有些好的预测,个人感到荣幸。如此如此。要批评批判都是好的。不过请缓和一些就好。
最后,是否英文的术语也需要做一改变,从additive manufacture改成什么?
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🙂对3D打印的玄想:首先应该正名为:精密积造
🙂GE的3D喷涂,正是这样的精密积造 2 鸿乾 字657 2013-11-30 16:32:24
🙂热处理,化学处理怎么办 tesst 字134 2013-07-22 10:00:11
🙂登月的时候带上一台3D打印机 3 墨虎 字266 2013-07-03 12:39:28
🙂未来就应该这样 黑传说 字353 2013-07-23 22:45:48
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🙂金属小行星边上还得有一气态小行星 一马平川 字40 2013-11-30 19:33:35