威尼斯人注册,12月12日电11月30日下午,北航实验小学“冯如中队”的红领巾少年们迎来了一堂特殊的课——王华明院士讲授《3D打印与造飞机》。王院士说,这是他排得满满当当的日程表里“顶顶重要”的大事儿,是他人生中的“第一次”。

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在蓝火大讲堂·院士报告会上,王华明以《高性能大型关键金属构件增材制造技术及其对重大装备制造业的影响》为题作了报告。王华明是中国工程院院士、北京航空航天大学教授。王院士长期从事大型金属构件增材制造和表面工程技术研究,增材制造技术就是3D打印,是在计算机技术发展起来以后的一种数字制造技术,通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料等,制造出实体物品。

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王华明说,飞机、航空发动机等高端装备中的一些大型关键结构件,用传统方法制造是非常困难的,代价也十分巨大,而3D打印恰恰可以解决这一问题,其优势在于不需要开模、质量可靠、性能优异,尤为关键的是还可以大幅实现零件“减重”,降低能耗。

风尘仆仆地从深圳的会上赶回北京,专门用了一个晚上的时间认真备课。王院士坦言:把晦涩的科技学术语言,对号入座找到儿童能懂的有趣的话柄,着实让他费了不少力气。

他举例说,2009年设计国产打飞机C919的时候,机头是双曲面的,如果用传统的方法去做,可能一套模具费就要20万美元,要把零件干出来至少得两年。当时用3D打印大概55天,所有的费用加起来大概不到120万,连模具费的十分之一都不到,这是一个奇迹。

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“通过3D打印技术,既解决了科学前沿问题,又可满足国家重大装备制造需求。”

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王华明介绍,其所在的北航“产学研”团队致力突破钛合金、超高强度钢等大型主承力构件激光增材制造工艺、装备、质量和工程应用关键技术,在我国飞机、*、卫星等重大装备研制生产中发挥了关键的作用

可能是习惯了奔忙,王院士健步如飞,蹡蹡迈入北航实验学校小学部“航空航天教室”的那一刻,便可以听到孩子们的窃窃私语——“这就是院士吗?”“好年轻哩!”

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这是自带“少年气质”的王华明院士,留给娃娃们的第一印象。

接下来的生动课堂,更是让孩子们脑洞大开,产生无限遐想。

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王院士首先带领孩子们认识了飞机的“皮肤”——航空材料和掩藏在“皮肤”之下的复杂“骨骼”:内部构造和发动机等关键部件。

为了生动讲解世界最大的飞机零件的传统钢锭制造工艺,他把这个零件比作一个“肥头大耳”的月饼,带领娃娃们探索用模具做一个大月饼的过程。

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用模具做一个这样巨大的“月饼”,需要8万吨铸造机,用几年的时间才能完成。而单单一个铸造机就需要耗资24个亿。怎么才能找到更为省钱、省时间的解决办法呢?王院士介绍,1984年,美国科学家首次提出了3D打印,也就是增材制造的概念。试想,把需要制造的“大月饼”的材料、形状都提前设计好,用一个巨大打印机从无到有的打印出来,就可以免去大量的材料浪费。看着零件像树苗发芽一样,一毫米一毫米地堆积成长,激光扫描一下,零件就长高一层,那种感觉非常神奇!

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钢锭与“大月饼”,金属粉末与“粉丝飞机”,3D打印与“小苗成长”……就这样,王院士把孩子们带入了3D打印的神奇王国中漫游。

这是王华明院士团队激光增材制造的飞机“眼镜框”,最近王院士团队还成功制造出了最大尺寸达到12平方米的超大整体钛合金框,这应该是目前世界上最大的激光增材制造承力构件。

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“山不在高,有仙则灵”。在北航校园的北门附近,有一座并不显眼的灰色平房,那里就是王院士所率领的大型金属构件增材制造国家工程实验室的科学家工作的地方。

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