國防領(lǐng)域的零部件3D修復(fù)技術(shù)

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澳大利亞國防科技集團(DSTG)是澳大利亞負(fù)責(zé)國防科技研發(fā)的領(lǐng)先機構(gòu)，隸屬于澳國防部，其前身為澳大利亞國防科學(xué)技術(shù)組織（DSTO）。DSTG國防研究員凱文·沃克（Kevin Walker）表示：“相比于制造新部件，對現(xiàn)有軍用飛機部件進行維修加固通常可以提高成本效益與效率。DSTG與皇家墨爾本理工大學(xué)（RMIT）及行業(yè)合作伙伴一起，開發(fā)了激光增材制造維修技術(shù)，可以對腐蝕、磨損和疲勞裂紋等故障進行修復(fù)。在某些情況下，我們甚至可以使被修復(fù)零件的性能比原來更好。”

沃克的團隊使用增材制造技術(shù)來修復(fù)F/A-18飛機的方向舵防旋轉(zhuǎn)支架，這種維修方法已經(jīng)通過了設(shè)計驗收和飛行認(rèn)證。另一個例子是利用增材制造來維修C-130J“大力神”軍用運輸機的起落架部件。沃克解釋道：“C-130J中起落架部件有4個，通常情況下，每過6年，大約有2~3個部件會由于腐蝕而出現(xiàn)故障或隱患?！皩τ谶@種起落架部件，我們開發(fā)了一種使用激光熔融增材制造打印不銹鋼粉末的修補方法，預(yù)計這將比原始部件的4140鍛鋼具有更好的耐腐蝕性?！?

作為與美國、英國、加拿大和新西蘭技術(shù)合作計劃的一部分，澳大利亞國防科技集團正在與國際合作伙伴共同研究在軍事基地增設(shè)增材制造設(shè)備與材料的可能性。目前的工作重點在于量化增材制造過程中出現(xiàn)的性能變化。這對所有應(yīng)用都很重要，尤其是解決航空航天應(yīng)用認(rèn)證問題。沃克說：“例如，美國海軍已經(jīng)在艦船上安裝增材制造設(shè)備，所以我們在這個領(lǐng)域有很多共同利益和合作基礎(chǔ)。在前沿部署的基地內(nèi)對部件進行維修將簡化后勤保障流程，進一步縮短軍用平臺的維修時間，加快其重新入役的速度?！?

簡單地說，維修人員可以向海外部署的國防平臺上傳CAD文件，并在需要時打印零件。這將縮短后勤補給時間，并且不再需要裝滿備件的大型倉庫，從而以更低的成本提高了作戰(zhàn)戒備水平。增材制造還有望在保持與傳統(tǒng)鑄鍛件相當(dāng)強度的基礎(chǔ)上，顯著降低幾何形狀復(fù)雜的零部件的重量。

沃克承認(rèn)，盡管利用增材制造技術(shù)制造和全面維修關(guān)鍵部件可能還需要五到十年之久，但他的團隊正在通過全球技術(shù)合作計劃等途徑為實現(xiàn)這一目標(biāo)作出努力。這項工作目前已經(jīng)在零部件幾何復(fù)位（非結(jié)構(gòu)件）修復(fù)、二手和三手零件制造等方面取得了階段性成果。

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