我國(guó)金屬3D打印技術(shù)取得重大突破 —— 文章正文2016-07-26

         今天從華中科大獲悉，由華中科技大學(xué)張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)的“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術(shù)，成功制造出了世界首批3D打印鍛件。該成果突破了傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)和3D打印技術(shù)的弊病，有望改變世界金屬零件制造歷史。

人們常說(shuō)，好鋼要“千錘百煉”才能“鍛造成材”。因?yàn)橹挥蟹磸?fù)捶打才能將金屬中的疏松、氣孔壓實(shí)鍛合，使其強(qiáng)度、韌性和疲勞壽命大幅提高到鍛件水平。

在傳統(tǒng)機(jī)械制造中，鍛壓技術(shù)往往與鑄造技術(shù)分離，依賴巨型鑄造裝備，流程長(zhǎng)、污染能耗大、材料利用率低。目前的3D金屬打印技術(shù)雖實(shí)現(xiàn)了綠色鑄造，但因缺乏鍛壓技術(shù)，無(wú)法解決裂紋和變形缺陷，“中看不中用”。

為解決這一世界性難題，華中科技大學(xué)數(shù)字裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張海鷗團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年潛心攻關(guān)，獨(dú)立研制出“微鑄鍛同步復(fù)合”設(shè)備，創(chuàng)造性地將已有千年歷史的金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了首超西方的微型“邊鑄邊鍛技術(shù)”，大幅提高制件強(qiáng)度和韌性，確保了構(gòu)件的疲勞壽命和可靠性。

“鑄鍛銑一體化”技術(shù)同時(shí)解決了傳統(tǒng)機(jī)械制造“鍛鑄分離”和3D打印“有鑄無(wú)鍛”的問(wèn)題。以后只需要一臺(tái)綠色3D打印機(jī)就可以制造優(yōu)質(zhì)零件，不僅效率高而且成本較低。據(jù)張海鷗教授介紹，運(yùn)用“鑄鍛銑一體化”技術(shù)生產(chǎn)零件，其精細(xì)程度比激光3D打印提高50%。同時(shí)，零件的形狀尺寸和組織性能可控，大大縮小產(chǎn)品周期：制造一個(gè)兩噸重的大型金屬鑄件，過(guò)去需要三個(gè)月以上，現(xiàn)在僅需十天左右。該技術(shù)以金屬絲材為原料，材料利用率達(dá)到80%以上，而絲材料價(jià)格成本僅為目前普遍使用材料的十分之一左右。在熱源方面，因使用高效廉價(jià)的電弧，成本也只需進(jìn)口激光器的十分之一。

據(jù)了解，“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術(shù)在航空航天、海洋、核能、冶金等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。將帶來(lái)包括設(shè)計(jì)、材料、工藝、檢測(cè)、控制、裝備等一系列制造要素的變革，形成具有中國(guó)特色的綠色制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型。來(lái)源：光明網(wǎng)