南極熊導讀：2020年以來，激光鋪粉（SLM）、激光送粉、電弧熔絲等金屬3D打印技術在軍工航空航天領域的應用加速發(fā)展，特別是中國相關領域的需求出現爆發(fā)之勢。國外軍火承包商、火箭制造商已經紛紛采用。

下面南極熊介紹一下電弧熔絲金屬3D打印技術，可以實現超大尺寸高性能金屬3D打印件的制造，而且速度效率還很高。

WAAM電弧熔絲3D打印技術（WireArcAdditiveManufacture，WAAM）。一般情況下，WAAM是一種利用逐層熔覆原理，采用熔化極惰性氣體保護焊接（MIG）、鎢極惰性氣體保護焊接（TIG）以及等離子體焊接電源（PA）等焊機產生的電弧為熱源，熔化金屬絲材，在程序的控制下，根據三維數字模型由線－面－體逐漸成形出金屬零件的先進數字化制造技術。它不僅具有沉積效率高；絲材利用率高；整體制造周期短、成本低；對零件尺寸限制少；易于修復零件等優(yōu)點，還具有原位復合制造以及成形大尺寸零件的能力。

中國電弧熔絲增減材一體化制造10米級高強鋁合金重型運載火箭連接環(huán)

國家增材制造創(chuàng)新中心、西安交通大學盧秉恒院士團隊利用電弧熔絲增減材一體化制造技術，制造完成了世界上首件10m級高強鋁合金重型運載火箭連接環(huán)樣件，在整體制造的工藝穩(wěn)定性、精度控制及變形與應力調控等方面均實現重大技術突破。

10米級超大型鋁合金環(huán)件是連接重型運載火箭貯箱的筒段、前后底與火箭的箱間段之間的關鍵結構件。該樣件重約1t，創(chuàng)新采用多絲協同工藝裝備，制造工藝大為簡化、成本大幅降低，制造周期縮短至1個月。目前，采用增減材一體化制造技術成功完成超大型環(huán)件屬國際首例。

隨著我國航空航天事業(yè)不斷發(fā)展，對運載火箭、空間站等大型化、整體化制造提出了更高需求。為搶占世界增材制造科技戰(zhàn)略高點，滿足我國航天事業(yè)發(fā)展需要，盧秉恒院士團隊潛心研發(fā)，克服了多路打印的運動控制、大尺寸結構件打印的變形與應力調控等難題，成功實現了大型航天鋁合金回轉體構件整體增減材制造成形、組織性能精確調控等關鍵技術突破，為我國航天型號工程的快速研制提供了技術支撐，亦讓我國深空探測裝備硬件能力得到大幅提升。

法國海軍完全3D打印艦艇螺旋槳，重達1噸

2021年1月18日，南極熊獲悉，國防承包商Naval 集團為法國海軍的一艘艦艇制造了一個完全3D打印的螺旋槳。

他們在這項工作中使用了自己專門開發(fā)的電弧金屬絲熔融技術。據報道，螺旋槳擁有2．5米的跨度和5個獨立的200公斤重的葉片，是同類產品中最大的3D打印推進器，也是第一個使用Naval 集團自己的工藝制造的螺旋槳。

這個3D打印的螺旋槳早在2020年10月份就離開了海軍基地，一個月后，螺旋槳安裝到了獵雷艦Andromede號的中軸上。12月，螺旋槳成功完成了一系列海上試驗。

滿足國防級質量要求

可以說，軍艦是在一些相當惡劣的條件下運行的，涉及到腐蝕、疲勞和抗沖擊等等。因此，它們的生產必須滿足同樣苛刻的質量要求。為了讓SSF（艦隊支援服務部）和DGA（法國國防采購局）授權在正常工作條件下對葉片進行測試，Naval集團必須與認證公司Bureau Veritas緊密合作，以制定全面的技術論證文件。

3D打印螺旋槳的基地主任Emmanuel Chol表示：＂獲得軍艦質量需要嚴格的開發(fā)。近三年的研發(fā)工作－－由技術和創(chuàng)新部與南特中央理工學院在LabCom海事技術聯合實驗室的框架內合作進行－－投入到金屬絲熔融沉積工藝的開發(fā)中。＂

海軍應用3D打印的優(yōu)勢

雖然3D打印螺旋槳是一項重大成就，但這只是Naval集團的第一步。在這個成功項目的基礎上，Naval集團將專注于重新設計其他可受益于3D打印的海事部件。

除了減輕重量和大幅縮短交付時間外，為3D打印重新設計部件還可以提高能量和推力效率，甚至可以改善隱身行動中部件的聲學特性。此外，DED技術相當適合零件修復，減輕破壞性事故后的損害和停機時間。

安裝葉片的海軍集團基地主任Eric Balufin總結道：＂這種3D打印螺旋槳的組裝顯示出未來的巨大前景。這種新技術將使我們能夠大大減少技術限制，因此可以為無法通過傳統工藝生產的復雜幾何形狀提供新的制造解決方案。它還將使我們能夠大大縮短生產時間，從而減少在役支持。＂