我國(guó)科技人員成功制造出世界首批3D打印鍛件

長(zhǎng)期以來(lái)由西方國(guó)家引領(lǐng)的以大型裝備鑄造、鍛造、銑削分離制造高端金屬零件的歷史將被中國(guó)科學(xué)家改寫(xiě)。華中科技大學(xué)今天對(duì)外宣布，由該校張海鷗教授團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)10余年潛心攻關(guān)發(fā)明的“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術(shù)，在3D打印技術(shù)中加入了鍛打技術(shù)，日前已成功制造出世界首批3D打印鍛件。

3D打印作為一項(xiàng)前沿性的先進(jìn)制造技術(shù)，已成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力。然而，傳統(tǒng)的金屬3D打印有鑄無(wú)鍛，容易產(chǎn)生疏松、氣孔、未熔合等缺陷，打印不出經(jīng)久耐用的材質(zhì)，全球3D打印行業(yè)一直處在“模型制造”和展示階段，“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)10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”的難題。張海鷗介紹，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，大大縮短產(chǎn)品周期：制造一個(gè)兩噸重的大型金屬鑄件，過(guò)去需要3個(gè)月以上，現(xiàn)在僅需10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、冶金等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近期，西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司定制了一款發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡段零件。經(jīng)專(zhuān)家組實(shí)地考察和鑒定認(rèn)為，采用新技術(shù)首次鑄鍛銑一體化高質(zhì)量3D打印成形的優(yōu)質(zhì)鍛件，處于世界領(lǐng)先水平。