超級金屬開啟航空業新紀元 3D列印能為「有米之炊」

錸單晶葉片可謂2017年下半年我國航空領域最重要的收穫之一，而今年上半年該產業最濃墨重彩的一筆無疑是國產大飛機C919的首飛成功。在這背後，3D列印鈦合金零部件發揮了重要作用。我國航空工業即將進入一個由技術創新與材料開發共同推進的大發展時期。

近日，我國航空業傳來一則重磅消息：成都某民營企業實現對稀有金屬錸的提純，成功製造出用于飛機發動機的單晶渦輪葉片，打破了此前美國的市場壟斷。一時間，有著「超級金屬」之稱的錸成為社會關注熱點。

這種全球儲量僅約2500噸的金屬是人類發現最晚的天然元素，每克售價約為三百元，昂貴堪比白金，能耐3000多攝氏度的高溫。而飛機的核心部件——發動機的單晶葉片要接受高溫、高壓等惡劣環境條件的考驗，普通金屬難以勝任，擁有優良物理特性的錸是一種理想材料。

其實，我國早在2010年就於陝西洛南發現了儲量位居全球第五的大型錸礦，只不過從發現資源到將其用于飛機製造，走過了長達七年的攻堅克難之路。此次國產單晶葉片的出爐，打破了國外的技術封鎖，補上了我國航空業的一塊重要短板。

錸單晶葉片可謂2017年下半年我國航空領域最重要的收穫之一，而今年上半年該產業最濃墨重彩的一筆無疑是國產大飛機C919的首飛成功。在這背後，3D列印鈦合金零部件發揮了重要作用。

當前，無論國內還是國外，將金屬3D列印用于飛機製造都已成為一種趨勢。因為該技術往往可以縮短工期，提高效率，節省材料，減輕機身重量進而降低日後長期的運營成本。而3D列印這位「巧婦」也需有「好米」才能做出更好的「炊飯」。錸的成功提純為此帶來了希望。

鈦合金在航空航天工業有著舉足輕重的地位。它擁有耐高溫、耐腐蝕、強度高、密度低等優點。C919正是因為使用3D列印鈦合金零件而降低了機身結構重量，使飛機的使用壽命得以延長。但是鈦本身耐磨性較差，這一點又限制了其應用範圍。為此，業界想到了用錸和鎳加入其中以彌補其不足。通過3D列印將錸基加入到鈦合金中，材料的工作溫度能達到2200攝氏度。

不過，要想實現這一點，需先製取以錸為主要成分的3D列印材料。如何把這種難以熔化的金屬變作供3D列印用的球形粉末曾困擾了業界多年。就在今年6月，重慶材料研究院有限公司取得重大進展，利用等離子球化技術實現了難熔金屬的球狀粉末化。如此一來，難熔金屬也能夠經由3D印表機被製作成各種形狀了。該項技術為錸大規模參與航空工業敞開了大門。

技術與材料的雙重突破昭示著我國航空業的新紀元正徐徐開啟，意味著我國飛機製造產業對國外技術、產品與材料的依賴正逐步減少。不僅如此，「中國製造」正在逐步崛起，打破壟斷，改變世界航空業的整體格局。

C919隻是一個開始，3D列印入局也才初顯成效，錸的加盟還大有潛力可挖。可以預見，我國航空工業即將進入一個由技術創新與材料開發共同推進的大發展時期。對於「中國智造」將在天空中開闢怎樣的新航線，我們翹首以待。

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