3d列印中激光粉末燒結？

01-14

看到我國鈦合金激光粉末燒結成型的大型飛機結構件。想問下，能加工的最大尺寸？如何檢測和補償燒結過程中的尺寸偏差？

謝邀！關於激光3D列印在大型工業領域的應用沒想到能這麼具有顛覆性，之前了解的也不多，下面摘錄下別人的，說的蠻細，但裡面的內容是否真實存在，用時間來驗證吧。

先回答題主的問題：

最大尺寸：5平米，具體最大的長寬高，目前不清楚

尺寸誤差：檢測這個應該不需要說了，搞機械的應該知道針對異形體尺寸的檢測有很多辦法；誤差補償，這個咱也不清楚，先說明一點，打這種列印技術的精度應該是很高的，個人理解在關鍵尺寸上可能會留有餘量，應付2次加工。

轉自：王華明就飛機鈦合金激光快速成型的應用在中科院講座（摘錄）_Jeffrey_新浪博客

以下是王華明講座的摘錄部分：

1。2012年奧巴馬在卡內基梅隆大學，宣布創立美國「製造創新國家網路」計劃，成立15個製造創新中心組成網路，投資10億美元。經過5個多月的論證最後還是選了「增材製造」作為第一個中心的研究方向。

2。一個發動機葉盤，傳統工藝製造屬於「凋刻」，最後剩下來的只有7%。

3。f22鈦框，面積5.53平方米。3萬噸水壓機模鍛件能達到0.8平方米，8萬噸能達到4.5平方米。

4。傳統方法，鑄錠，制胚，模具，模鍛。舉例一個很小飛機框，寶鋼等溫鍛造，模具7千萬，分攤到每一個零件，模具費就有幾十萬。又舉例美國的一個飛機零件，壓成一個餅3噸，到最後加工完成只有144公斤，材料利用率不到5%。

5。用他的增材製造，材料利用率80%左右。（增材，是目前所有3D列印的基本原來，期間實現的過著可能有差異）

6。我們列印出的最大的整體結構件5平方米，美國做不了。（這個回答了題主的疑問）

7。激光列印出的零件，超過或者等同於鍛件的性能，抗疲勞強度，比鍛件高32-53%，疲勞裂紋擴散速率降低一個數量級。常規性能和鍛件差不多，但高溫、持久、抗疲勞性能比鍛件好很多。

8。飛機起落架的超高強度鋼，用此方法抗疲勞強度可以比鍛件高20%。渦輪葉片用此方法900度疲勞強度可以比第二代單晶高40%。

9。應用方面，2005年開始，919是可以說的，其他的都不能說（涉及保密）。919，雙曲面窗框，只有歐洲有有家公司能做，周期2年，先付200萬美元模具費，而且零件非常貴。而我們55天就做好了，4大件，2件已經裝上了飛機。

10。翅膀根的受力件，我們做出來136公斤，鍛件1706公斤，節省材料90%+，節省了大量材料。10年，已經做完了性能測試，比鍛件還要好。

11。05年做出圖示零件（猜測是軍用飛機上所使用），需要5天，現在只要幾小時。

12。06年某飛機起落架的關鍵零部件，目前已經批生產，已經受2000多個起落。如果沒有這個技術，這個飛機就出不來，可能要推兩年。

13。某飛機上非常複雜的一個零件，鈦合金，一架飛機好幾個，現階段傳統技術無法做出來，國內三種方案去研究，兩三年不成功，後又去找國外。國外先說能做，看到圖紙以後，說做不了。我們臨危受命，去年5月19號開始，現在已經裝了很多架飛機。

14。某飛機零件原來鍛胚580公斤，我們做出來36公斤。580公斤鍛胚，我們沒有這麼大的鍛造裝備，鍛不透，性能都不合格。就算加工出來，內應力很大，變形、開裂，成品率非常低。

15。（吐槽f22），f22的機翼和機身連接件，超大超複雜的鈦合金構件，因為太複雜20、30萬噸的水壓機也做不出來。美國人就分成三個鑄件，然後熱等靜壓再焊接，鑄件的性能很差，但美國人沒辦法，f22就是這樣用的。（換了一個圖片）我們激光成型就可以直接加工出如圖示的這麼大的零件，這是一個整體（意思是不用分段鑄造然後焊接），上面站了一個人，大家可以看出它的尺度。他的性能比鍛件還好（意思是當然就甩鑄件幾條街了），可以毫不謙虛地說，這是迄今世界上性能最好的、結構最複雜的構件，美國人也只能是鑄造，鍛是不可能的，焊也不可能，因為焊出來的性能不行。這個已經通過了8000小時的疲勞試驗，一年多時間。就這個構件，鋁合金、鋼大家看看能不能做出來，更何況鈦合金。

16。我們發動機不行，心臟病，未來發動機就是一肚子的整體葉盤，葉片和盤子分開的重量太重。而我們現在可以葉片和盤子同時出來，而且葉片我們可以隨心所欲控制組織，讓它長成柱狀晶，他的高溫性能就很好，這裡我們讓它長成等柱晶，**疲勞度就很好，如果溫度再高，我們就可以換材料，它可以做到隨心所欲，一種零件可以用很多種材料來做（不知是在同一個零件上的不同部位，還是同一種零件用不同材料）。（尚策理解：應該是可以採用不同材料製作一個零件，而不是一個零件同時包含幾種材料）

17。我這裡面都沒說具體的零件名稱，牽涉到保密的大家都不要說，也不要拍照。我盡量做到沒有放（圖片）零件，只放毛胚，因為零件還是比較敏感。

18。這種加工方法，不能包打天下，適合難加工的、高性能的、貴的、別的方法做不出來的零件，優勢是成本、周期、性能，這個方面我們走到了美國人前面。

19。設備用的激光器都是進口，擔心被美國人卡脖子，希望國家在大功率激光器上重視。

20。5年前曾經和飛機總設計師聊天，說我們快速設計飛機，都是整體、大型、超長的結構，在2、3個月內就把飛機造出來，不開一套模具，不打一個鍛件，不做一個焊縫。也許有人認為這是個夢想，但實際上這已經不是夢想了，我們已經有這樣的潛力，只是目前能力有限。（最後這句「能力有限」不知道是指什麼？）

以下是關於3D列印的科普，很長，可以只看技術原理就行

附一個科普文：

　技術原理：鈦合金結構件激光快速成形技術，是以鈦合金粉末為原料，通過激光熔化/快速凝固逐層沉積「生長製造」，由零件CAD模型一步完成全緻密、高性能鈦合金結構件的。傳統工藝製造屬於「凋刻」，做「減法」，鑄錠－制胚－模具－模鍛，材料利用率只有7%；增材製造，屬於「塑造」，是做「加法」，材料利用率80%以上。激光列印出的零件，超過或者等同於鍛件的性能，抗疲勞強度，比鍛件高32-53%，疲勞裂紋擴散速率降低一個數量級，常規性能和鍛件差不多，但高溫、持久、抗疲勞性能比鍛件好很多。這種加工方法，不能包打天下，適合難加工的、高性能的、貴的、別的方法做不出來的零件，優勢是成本、周期、性能，這個方面我們走到了美國人前面。該技術是一種「變革性」的數字化、先進「近凈成形」技術,為大型鈦合金結構件的低成本、短周期、近凈成形製造提供了一條新的技術途徑,在先進戰機、大型飛機、高推重比航空發動機、重型燃氣輪機等重大工業裝備的研製生產中具有重要的應用前景。增材製造，可以說是第三次工業革命。激光快速成形過程中零件變形開裂預防、內部質量(內部缺陷、晶粒及顯微組織等)及力學性能控制、工程化成套裝備與過程式控制制、應用技術標準等是制約飛機大型整體鈦合金結構件激光快速技術走向工程應用的關鍵技術難題。金屬3D列印所有人都是一樣的思路，金屬粉末輸送，激光燒結成型。但是金屬粉末到底顆粒多大，30微米還是50微米，激光到底怎麼加，功率多大，什麼波長，是持續還是用連續脈衝，脈衝給多長，燒結到多少溫度，之後怎麼降溫，這些才是技術重點，肯定也是無數次實驗才得到的結果。至於大功率激光器，那完全就是一通用工具而已。將來增材製造的普及的確會帶來巨大的便捷。只要有一台3D印表機，懂得編程的自己DIY，不懂編程的網上搜一下文件，就可以在家裡製造出各種形狀擺件、用品，滿足不同的個性化需求，對家庭日用品製造業將產生一定的衝擊。但王華明在講座中說過，增材製造不能包打天下，適合難加工的、高性能的、貴的、別的方法做不出來的零件，優勢是成本、周期、性能，對於一般製造業來說，傳統製造的優勢依然明顯，一套模具開發起來雖然費時費力，不過一旦大規模生產，其效率遠非增材製造可比，而且費用也比增材製造大大降低。

　　國外進展：最早日本於1979年提出「快速原型」這個概念，經過了將近十年的醞釀，世界上第一台該領域實用設備於1988年誕生於美國，隨後增材製造的各種工藝如雨後春筍般層出不窮，累計有十幾種之多。受到能量束穩定功率及計算機發展水平的制約，最開始的增材製造工藝只適合於木料、樹脂、塑料等原材料的快速成型。隨著科技的不斷進步，金屬材料逐漸進入人們的視線，特別是上世紀90年代初美國率先開展基於激光熔覆成型的工藝研究把增材製造提升到一個全新高度，追求複雜結構、優良力學性能的金屬直接成型工藝成為了增材製造領域研究的熱點。誠然，美國最早開始研究這一熱點方向，1985年就開始偷偷地研究，並很接近成功，幹了20多年，只能做小玩藝，大的不行，現在多數只能做激光修復。美國於整體結構件5平方米，美國做不了，f22的機翼和機身連接件，超大超複雜的鈦合金構件，因為太複雜20、30萬噸的水壓機也做不出來，美國人就分成三個鑄件，然後熱等靜壓再焊接，鑄件的性能很差，但美國人沒辦法，f22就是這樣用的。在解決激光成形過程中零件嚴重「變形開裂」和內部缺陷和內部組織」控制等長期制約該技術發展的重大「瓶頸難題」上，除北京航空航天大學取得了可喜突破外，國內外迄今一直未能取得實質性進展，致使目前大型金屬構件激光快速成形技術研究在國際上落入「低潮」，國際上大部分從事激光快速成形技術研究的單位大多轉向零件「激光修復」領域。2012年奧巴馬在卡內基梅隆大學，宣布創立美國「製造創新國家網路」計劃，成立15個製造創新中心組成網路，投資10億美元。經過5個多月的論證最後還是選了「增材製造」作為第一個中心的研究方向。

中國領先：最終將「增材製造」發揚光大並佔領制高點的卻是來自中國的研究人員。我國鈦合金激光快速成形技術，2012年，北京航空航天大學王華明教授，在中科院「科學與技術前沿論壇」上作了一次《飛機鈦合金激光快速成型的應用》的講座，這是中科院院士搞的一系列講座，曝出一個石破天驚的巨大秘密――中國的激光快速成型（3D列印）應用技術領域已經走在了美國人的前面，成為世界唯一掌握並實現裝機工程的國家。建立了工程化成套裝備和標準體系（9種材料，57個標準），2004年開始全面運用。已經解密的王華明工藝進展：①突破了飛機大型主、次承力鈦合金結構件激光熔化沉積製造關鍵技術。在國家自然科學基金「重點」及「傑出青年基金項目」、國家973計劃專題、國家863計劃課題、國防基礎科研重大項目等的重點支持下，自1998年以來一直致力於鈦合金、高溫合金、耐熱高強度鋼、超高強度鋼、金屬間化合物合金等先進航空金屬結構材料及其梯度材料激光熔化沉積成形工藝、成套工藝裝備及工程化應用關鍵技術的研究，自主研製成功國內首套、具有自主知識產權的「自由平面接觸／動態密封／惰性氣氛保護」鈦合金結構件激光快速成形成套工藝裝備系統。突破了飛機鈦合金次承力結構件激光熔化沉積製造工藝及裝機應用關鍵技術，激光熔化沉積製造TC4、TA15、BT22、TC2等鈦合金室溫及高溫拉伸、光滑疲勞等力學性能達到鈦合金鍛件水平，而高溫持久及缺口疲勞等力學性能顯著超過鍛件，特別是激光熔化沉積製造角盒等飛機構件疲勞壽命大幅超過鈦合金鍛件對比件，獨立制定出了我國首套激光熔化沉積製造飛機鈦合金結構TAl5鈦合金角盒、飛機座椅上下支座、腹鰭接頭等飛機鈦合金結構件，已成功實現在多種重點型號飛機上的應用，零件材料利用率提高了5倍、製造周期縮短了2／3、製造成本降低了1／2以上!使我國成為繼美國之後(2001年)、世界上第2個掌握飛機鈦合金結構件激光熔化沉積製造及裝機應用技術的國家！近期在飛機大型主承力鈦合金結構件激光熔化沉積製造工藝、過程式控制制、長期工藝穩定性及構件質量保障等系列核心關鍵技術上取得了突破性進展，成功激光快速成形製造出了零件單件重量逾46kg的多種飛機大型關鍵鈦合金結構件及尺寸達1700x360x240mm的飛機大型複雜主承力關鍵鈦合金全尺寸構件。此外，還掌握了多性能梯度材料零件激光熔化沉積製造關鍵技術，激光熔化沉積製造出了Ti／TA15、TA15/TiAL、TC4/TA15／BT22、GH4141／1CR12Ni2WMoVNb、Rene95／1Crl 8Ni9Ti等多種梯度材料鈦合金及TiAI金屬間化合物零件樣件及直徑達550mm、具有快速凝固徑向定向微細柱狀晶梯度組織的鎳基高溫合金髮動機渦輪盤樣件。②突破了難熔金屬材料激光約束熔化沉積製備與成形技術。W、Mo、Nb、Ta等難熔金屬合金及MoSi2、Nb5Si3、W5si3、T如Si3等難熔金屬間化合物基合金等熔點極高的金屬材料，往往只能採用粉末冶金方法製備與成型。本實驗室利用激光束能量密度高而集中的特點，發明了適用於難熔金屬材料鑄錠與零件快速熔化沉積成形、具有無接觸污染、無電極污染、合金元素無燒損、無夾雜物、無縮孔及疏鬆、組織緻密、無宏觀偏析等突出優點的「激光約束熔鑄成型新工藝」並成功應用於W基合金及W/W5Si3、W／W2Ni3Si、Mo／MoSi2等難熔金屬增強難熔金屬硅化物基高溫及超高溫「原位」複合材料的製備及鑄錠的激光約束熔煉與成型，該技術可望為難熔、高活性、高純凈合金材料的製備與零件成型開闢一條新途徑。③突破了定向柱晶高溫鈦合金激光約束熔鑄成形技術。由於高溫下鈦的高度化學活潑性，定向凝固過程中高溫鈦合金熔體幾乎會與所有高溫耐火材料模殼發生嚴重的化學反應，再加上鈦合金的導熱係數很低，難以抑制凝固界面前沿熔體自型壁表面的形核和難以穩定地在液一固界面前沿建立並維持定向凝固所需的冷卻速度與溫度梯度，迄今為止，國內外均無法實現鈦合金的定向凝固。王華明的實驗室發明了國際首創的「激光區域約束熔鑄定向凝固柱狀晶鈦合金製備與成形新方法」，製備出具有幾乎無發散度或低發散度挺直柱狀晶組織和優異高溫力學性能的定向生長柱狀晶高溫鈦合金新材料，與等軸晶變形鈦合金相比，激光約束熔鑄成形柱晶鈦合金高溫持久壽命最大提高幅度超過一個數量級。對於王華明講座中講到的「整體葉盤」是真正意義上的整體葉盤，而不是傳統定義的「整體葉盤」，傳統定義的整體葉盤是指渦輪盤（或壓氣機盤）通過粉末冶金整體成型，渦輪葉片單獨定向凝固成型，然後用線性摩擦焊將葉片焊接在渦輪盤上，由於這種工藝未採用榫固定葉片，看起來葉片和渦輪盤像是一體的，因此稱為整體葉盤，而王華明教授說的發動機整體葉盤是典型的梯度功能材料應用，所謂梯度功能材料就是指一個構件的不同部位力學性能要求不一，其組成成分呈現明顯的梯度過渡分布，說得直白一點，就是一件東西的不同部位使用不同材料，葉盤（包括葉片）一體成型，不同部位用不同材料，通過控制晶體生長的方式，逐漸平滑過渡，這才是真正意義上的整體葉盤。④突破了鈦合金激光表面改性技術。鈦合金具有密度低，比強度高，屈強比高，耐蝕性優異、高溫力學性能優異、生物相容性好等突出性能特點，在航空、航天、船舶、兵器、石化、海洋、電力、生物醫學工程等具有廣闊的應用前景。但鈦合金也存在著摩擦係數高、耐磨性低、易粘著、高溫高速摩擦易燃(「鈦火」)等固有缺點，嚴重限制了鈦合金在航空發動機等先進國防裝備中作為高溫摩擦磨損運動副零部件的應用和鈦合金優異力學性能潛力的發揮，由於摩擦、粘著、磨損、氧化等失效行為均起源於鈦合金零件表面，因此，採用先進的表面工程技術，直接在鈦合金零件表面製備一層有低摩擦係數、優異粘著磨損及磨料磨損性能、優異抗氧化性能、塗層同鈦合金零件基材之問為牢固冶金結合、塗層性能及塗層厚度根據需要可靈活控制的特殊材料表面改性層，無疑是在保持鈦合金固有性能優點的條件下，有效解決鈦合金摩擦係數高、摩擦係數不穩定、室溫耐磨性及高溫耐磨性低、高溫抗氧化性能低等固有性能缺點最有效的方法之一。北京航空航天大學「激光材料加工製造技術實驗室」，針對航空發動機等國防裝備關鍵鈦合金零部件的工作條件，近年來一直從事鈦合金激光表面合金化及激光熔覆技術表面改性技術的研究及應用，成功研究出同時具有低摩擦係數、優異耐磨性能、NiTi2、Ti5Si3FFi2Ni3Si、Ti2Ni3Si、Cr3NisSi2／Crl3Ni5$i2等金屬硅化物增強金屬間化合物多功能高溫耐磨耐蝕塗層新材料，使鈦合金耐磨性大幅提高100～790倍之多、摩擦係數降低近50％，為鈦合金在航空航天、海洋、石油化工等機械裝備中作為摩擦磨損關鍵機械運動副零部件應用奠定了耐磨塗層材料與表面工程技術基礎，部分成果已在高推重比航空發動機關鍵高溫運動副零部件上得到應用。⑤突破了過渡金屬硅化物高溫耐磨耐蝕多功能塗層技術。航空、航天、兵器、船舶等先進國防裝備中，大量關鍵高溫運動副零部件，在高溫氧化、腐蝕、熱腐蝕等惡劣環境條件下承受強烈摩擦磨損作用，服役條件十分惡劣，對材料性要求十分苛刻，急需同時具有優異高溫耐磨性能、優異高溫抗氧化與抗熱腐蝕性能、低摩擦係數、優良高溫自潤滑性能、優異高溫摩擦學相容性及優異高溫長期組織穩定性等性能配合的高溫耐磨耐蝕多功能塗層新材料及其優質塗層(組織完全緻密、塗層與基材問完全冶金結合)製備新技術。目前國內外廣泛研究和應用的NiCr-Cr3C2，Co—WC，NiCr-Cr203，CoCr-Cr203，NiCr-A1203等熱噴塗塗層，由於其材料脆性較大、對配偶摩擦副的磨損嚴重、摩擦學相容性差、另外，上述塗層都只能採用熱噴塗等方法製備，由於塗層組織中不可避免地存在一定量的疏鬆、微裂紋、孔隙等缺陷、特別是塗層與零件基材之間實際上是機械結合，在接觸機械應力及熱應力聯合作用下容易脫落現象，難以滿足高推比發動機等先進國防裝備中大量關鍵高溫耐磨運動副零部件的性能要求。北京航空航天大學「激光材料制各與成形實驗室」，針對高溫耐磨運動副零部件的工作條件與性能要求，從摩擦學、耐磨材料與表面工程觀點出發，利用過渡金屬硅化物的獨特物理化學性質，在國際上提出了「過渡金屬硅化物高溫耐磨耐蝕多功能塗層新材料及其優質塗層激光熔覆製備技術」研究新領域，成功研究出了Cr3Si／Cr2Ni3Si、CrsSi3／CrSi、M02Ni3Si／NiSi，Ti2Ni3Si／NiTi， Crl3NisSi2，Ti5Si3／NiTi2、Ni2Si／NiSi等同時具有優異耐磨、耐蝕、耐熱腐蝕、耐氧化、低摩擦、不粘金屬、「反常磨損載荷特性」 (磨損量幾乎不隨磨損載荷的的增加而變化)、「反常磨損速度特性」(磨損量隨磨損滑動速度的增加而減小)、「反常磨損溫度特性」(磨損量隨磨損試驗溫度的增加而減小)等特殊性質的多元多相過渡金屬硅化物高溫耐磨耐蝕多功能塗層材料新體系及其優質塗層激光熔覆製備新技術，在航空發動機、石油、化工、船舶等機械裝備耐磨運動副中具有廣闊的應用前景，部分研究成果已在多種先進航空發動機關鍵高溫耐磨運動副零部件上得到應用。王華明的增材製造工藝是一項革命性的技術，這項工藝已經應用到中國多個型號新型飛機的研發，突破了原有諸多工藝瓶頸，同時極快地加大了飛機的裝備速度，原來許多做不了的，現在能做了，而且做得更快、做得更好、更省費用。如果說北航之前其他所有技術都是點的突破，那麼這項工藝就是面的突破，對中國甚至世界高端製造業的影響重大而深遠，毫不誇張地說，這是航空製造業的工業母機。目前我國的激光快速成形技術至少在以下領域得到了實際應用：已經在11B上成功應用了；用於各型航空發動機（當然包括四代動力了）；加工國產大飛機C919大型客機部件；在飛機大型主承力鈦合金結構件激光熔化沉積製造上，用於殲20戰機上某重要承力部件，技術凍結狀態就是採用激光快速成形技術製造，根本沒考慮鍛件替補備選，因為目前國內還沒有製造如此大尺度整體鈦合金構件的模鍛能力。我國取得這麼大進展，應該得益於「產學研」結合，2009年7月8日中航工業與北航簽署戰略合作框架協議，中航工業每年將出資1000萬元，貴發與王華明開展先進中推渦扇發動機、風扇鈦合金整體葉盤、激光近凈成形及應用關鍵技術研究。「十五」期間，北京航空航天大學與沉陽飛機設計研究所等單位「產學研」緊密結合，突破了飛機鈦合金次承力結構件激光快速成形工藝及應用關鍵技術，構件疲勞、斷裂韌性等主要力學性能達到鈦合金模鍛件水平，2005年7月成功實現激光快速成形TA15鈦合金飛機角盒、TC4鈦合金飛機座椅支座及腹鰭接頭等4 種飛機鈦合金次承力結構件在3種飛機上的裝機應用，成為當時繼美國原AeroMet公司之後世界上第二個實現激光快速成形鈦合金結構件在飛機上實際裝機應用的研究團隊。「十一五」期間，北京航空航天大學在飛機鈦合金大型整體主承力結構件激光快速成形工藝研究、工程化成套裝備研發與裝機應用關鍵技術攻關等方面取得了突破性進展[8]，為有效解決激光快速成形鈦合金大型整體主承力結構件「變形開裂」預防、「凝固組織和內部缺陷」控制和「力學性能」優化等一直制約該技術發展的「瓶頸難題」找到了一條新路。我們激光成型就可以直接加工出大的零件，性能甩鑄件幾條街，可以毫不謙虛地說，這是迄今世界上性能最好的、結構最複雜的構件，美國人也只能是鑄造，鍛是不可能的，焊也不可能，因為焊出來的性能不行。航空發動機就是一肚子的整體葉盤，葉片和盤子分開來做重量太重，而我們現在可以葉片和盤子同時出來，而且葉片我們可以隨心所欲控制組織，讓它長成柱狀晶，他的高溫性能就很好，這裡我們讓它長成等柱晶，抗疲勞度就很好，如果溫度再高，我們就可以換材料，它可以做到隨心所欲，一種零件可以用很多種材料來做。2007年前王華蝗曾經和某飛機總設計師聊天，說我們可以快速設計飛機，都是整體、大型、超長的結構，在2、3個月內就把飛機造出來，不開一套模具，不打一個鍛件，不做一個焊縫，也許有人認為這是個夢想，但實際上這已經不是夢想了，我們已經有這樣的潛力，只是目前能力有限。這件事中國肯定在做。航空航天和大型機械裝備關鍵零件的高性能修復，是激光立體成形技術的又一個重要應用領域，成都飛機公司、西安航空發動機公司和某飛機修理廠都已購買了西工大為他們的重要產品專門研製的激光修復設備，其中有的設備可以修複數米大的飛機零件。再回頭看看知識產權、自主創新的價值：王華明團隊與中航工業合作，成立了中航激光，面向軍用領域，王華明團隊持有30%股份，目前廠房已經完成，等待軍工資質審批。此前，王華明依託北航大學的一級軍工資質給軍方提供大型鈦合金構件，2011年實現收入7600萬、利潤3600萬，2012年預計實現收入1.1億、利潤6000萬，這還只是實驗室的產能；王華明團隊與南風股份合作，成立了「重型金屬構件電熔精密成型技術項目」，面向民用領域，王華明團隊持有31%股份，項目總投資1.68億元，資金由南方風機研究所自籌，預計2014年量產。到2015年，王華明的身家將過億，這就是知識創造財富啊。此外，西北工業大學黃衛東團隊的激光立體成形技術助推我國大飛機鈦合金零件製造，西工大工程中心最近通過激光立體成型技術為將於2014年投產，並在2016年投入運營的國產客機 COMAC C919 製造翼梁，使用鈦金屬製造，長度超過5米。

激光設備：設備用的激光器我國目前主要還是進口，擔心被美國人卡脖子，希望國家在大功率激光器上重視。全球最大的光纖激光製造商是美國IPG Photonics公司始創於1990年，2007年進入中國市場，是唯一能夠量產數萬瓦光纖激光器的公司，目前安裝的最大功率高達36kW，應用在核工業領域，現在正在開發的升級版已經把功率提高到了50 kW，IPG光纖激光器之所以能夠被市場快速接受，是因為其高達30%的電光轉換效率，以及其產品免維護和長壽命。目前最大功率的工業用CO 2 激光器是法國焊接研究所研製的，功率為45kW。國內光纖激光器的研究始於上世紀90年代後期，南開大學在國內率先開展了光纖激光器方面的研究，隨後上海光機所、中國兵裝院、中電11所、西安光機所等單位在此方面進行了很多試驗研究，但這些研究基本全都停留在實驗室階段，離產品化相去甚遠。中國武漢銳科光纖激光器有限責任公司由國家「千人計劃」入選者閆大鵬博士於2007年在東湖高新區創辦，註冊資金6000萬元，是中國首家且唯一研發並實現規模化生產光纖激光器的高科技企業，擁有多項世界領先的專利和專有技術，並獲得國家科技支撐項目和重大專項項目的大力支持，一直努力打造中國人自己的光纖激光器品牌，特別是致力於中高功率光纖激光器產品的研發和規模化生產，目前已經實現了400W以內連續和50W以內脈衝光纖激光器的批量生產，1000W連續光纖激光器也已完成中試，即將進入批量生產階段，經過幾年的發展，公司已成長為國內最大、世界第三大光纖激光器供應商，已具備年產2億元人民幣的生產規模，產品遠銷日本、韓國、印度、加拿大、西班牙、義大利等國家。2012年500W連續單模光纖激光器實現量產，1KW連續激光器實現了銷售並將批量生產，4KW連續激光器也實現了銷售並將在本月通過國家組織的鑒定，同時將目標瞄準了10KW連續激光器，其研發已經取得重大技術突破，預計在年底推出樣機。武漢銳科真正實現了光纖激光器的本土化和產業化，成功打破了光纖激光器一直由國外公司壟斷的局面。

尺寸誤差不用擔心。

題主應該也是看了「飛機鈦合金激光快速成型的應用」這個視頻產生疑問吧？

沒有看的話去看一下這個視頻，「現階段能做到多大呢？5個平米。」17分52秒。

視頻中介紹的是使用激光塗敷的方式去做3D列印，成功應用于飛機主要構件。

以激光塗敷手段做3D列印，出來的是晶粒極細的毛坯（由於這一特性，發動機葉片是鐵定無緣了）。

既然是毛坯，下來還是要做切削加工的。由切削加工保證最終精度。

就算是卷板焊來大管的自動焊機定位精度都夠做這事兒了，更不用說伺服電機+光柵閉環的位置檢測了。

這裡面不牽扯剛度問題，因為沒有刀具，Z軸不受切削力影響。

以伺服電機+光柵的閉環方式0.01mm的重複定位精度很容易實現。

再說，毛坯要留有加工餘量，所以精度要求進一步降低。

就我們自身的工作經驗來講，加工的最大尺寸是沒有限制的，但是有最小尺寸限制，一般來說肯定不能比激光頭下的噴嘴小。至於尺寸偏差的補償方法常用的一般有以下兩種：

1、加裝工裝夾具，以減小誤差和抵消部分應力；

2、主要根據不同材料和性能來調節激光功率以達到熔覆效果、冷卻速度、內應力大小的不同，從而達到對尺寸偏差的控制。

不太了解粗略說說，加工尺寸的話不太了解，尺寸偏差好像是先操控打出一個100的線，在實際測量這條線的長度，若為X,則有一個換算係數100/X