中國(guó)破解3D打印世界性難題 3D打印飛機(jī)零件全球領(lǐng)先

來(lái)源:人民日?qǐng)?bào) 2017-01-18 17:39 http://m.fafqdl.cn/

　　攻克傳統(tǒng)技術(shù)難題，推動(dòng)金屬3D打印制件進(jìn)入高端應(yīng)用

　　最近幾天，在華中科技大學(xué)數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)基地，張海鷗團(tuán)隊(duì)正在加緊制造一批應(yīng)用于航空領(lǐng)域的高端金屬鍛件。目前由“智能微鑄鍛”打印出的高性能金屬鍛件，已達(dá)到2.2米長(zhǎng)約260公斤。現(xiàn)有設(shè)備已打印飛機(jī)用鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等8種金屬材料，是世界上唯一可以打印出大型高可靠性能金屬鍛件的增材制造技術(shù)裝備。

　　據(jù)介紹，在傳統(tǒng)機(jī)械制造中，澆鑄后的金屬材料不能直接加工成高性能零部件，必須通過(guò)鍛造改造其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決成型問(wèn)題。但是對(duì)超大鍛機(jī)的過(guò)度依賴(lài)，導(dǎo)致機(jī)械制作投資大、成本高且制作流程長(zhǎng)、能耗大、污染和浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題。正因如此，金屬3D打印技術(shù)因能解決以上弊病而成為前沿性的先進(jìn)制造技術(shù)。作為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力，目前已經(jīng)在航空航天、醫(yī)療、汽車(chē)等領(lǐng)域開(kāi)始獲得大規(guī)模應(yīng)用。

　　“常規(guī)金屬3D打印存在致命缺陷：一是沒(méi)有經(jīng)過(guò)鍛造，金屬抗疲勞性嚴(yán)重不足；二是制件性能不高，難免存在疏松、氣孔和未熔合等缺陷；三是大都采用激光、電子束為熱源，成本高昂。所以形成了中看不中用的尷尬局面。”張海鷗介紹，正因如此，全球金屬3D打印行業(yè)一直處在“模型制造”和展示階段，無(wú)法進(jìn)入高端應(yīng)用。

　　2016年7月，張海鷗團(tuán)隊(duì)研發(fā)出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，并打印出全球第一批鍛件：鐵路關(guān)鍵部件轍叉和航空發(fā)動(dòng)機(jī)重要部件過(guò)渡鍛。專(zhuān)家表示，這種新方法制件“強(qiáng)度和塑性等性能及均勻性顯著高于自由增材成形，并超過(guò)鍛件水平”，“將為航空航天高性能關(guān)鍵部件的制造提供我國(guó)獨(dú)創(chuàng)國(guó)際領(lǐng)先的高效率、短流程、低成本、綠色智能制造的前瞻性技術(shù)支持。”

　　“常規(guī)3D打印金屬零件的過(guò)程是打印算一層，鑄造算一層，鍛壓又一層，三者要分開(kāi)依次進(jìn)行，即前一個(gè)步驟完了，后一個(gè)步驟方可進(jìn)行，中間還要騰出金屬冷卻的時(shí)間”。張海鷗介紹，智能微鑄鍛技術(shù)可以同時(shí)進(jìn)行上述步驟，打印完成了，鑄鍛也就同時(shí)完成了。

　　“我們將原先需要8萬(wàn)噸力才能完成的動(dòng)作，降低到八萬(wàn)分之一，也就是不到1噸的力即可完成，同時(shí)一臺(tái)設(shè)備完成了過(guò)去諸多大型設(shè)備才能完成的工作，綠色又高效。”他說(shuō)。

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