中国钛合金武器技术赶超欧美：我们能3D打印一架钛金歼20！

新型轻质材料对国防高新技术武器装备有重要作用，钛合金凭借强度大、抗腐蚀、无磁性、高韧性、可焊接等突出特性，已被世界多个军事强国列为具有战略意义的新型结构金属材料。

在使用钛合金材料领域，世界各主要强国争先夺后。以航空应用为例，美国1959年秘密研制的的飞行速度高达三倍音速的SR-71“黑鸟”战略侦察机，堪称“全钛飞机”，钛合金使用量占机体重量的93%，直到目前也是用钛最多的飞机。

近几年，中国钛合金已由完全仿制过渡到创新与仿制相结合的新阶段，在高温钛合金、高强钛合金、 耐蚀钛合金、阻燃钛合金、低温钛合金的开发上取得重大突破。

飞机上大型机构件的传统生产主要采用“锻造+机加工”的方法，该方法工序繁多、工艺复杂、材料利用率低、机械加工量大、数控加工效率低、制造成本高、生产周期长，采用激光制造技术直接制造大型钛合金结构件显示了巨大的优势。

对于战斗机的结构制造来说，机身的大框是最重要、最耗时、也是最昂贵的部件，同时还是限制战斗机产能和性能寿命的关键环节。特别是那些不惜成本追求性能的主力制空战斗机，往往会采用难以加工的钛合金作为材料，而这又进一步引发了成本的增高和产能有限的矛盾。

大型钛合金主承力结构件低成本、短周期成形制造技术，是制约我国航空装备研制与生产的技术“瓶颈”之一。

国内在2013年之前，能投入使用的仅有一台3万吨的模锻压机。锻造能力为铝合金件最大投影面积不超过2平米，钛合金件投影面积不能超过1.2平米。这个水平完全不足以完成歼20这样的双发重型战斗机的钛合金大框一体化锻造的。

我国的钛合金激光成形技术起步较晚，直到1995年美国解密其研发计划3年才开始投入研究。早期基本属于跟随美国的学习，迄今国内开展过钛合金激光快速成形技术研究的单位有北京有色金属研究总院、西北工业大学和北京航空航天大学等。根据公开的材料表明，我国已经能够生产优于美国的激光成形钛合金构件，具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力，已经用激光直接制造30多种钛合金灯大型复杂关键金属零件。依托激光钛合金成形造价低、速度快的特点，中航曾在一年之内连续组装出歼-20、歼-15、歼-16、歼-31、运20等多型战斗机并且进行试飞。成为迄今世界上唯一掌握高性能大型金属零件激光直接制造技术并实现工程应用的国家。

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