最新發現與創新
由華中科技大學機械學院張海鷗教授主導研發的一項金屬3D打印技術“智能微鑄鍛”,在3D打印技術中加入鍛打技術,能生產結實、耐磨的金屬產品,打破了3D打印行業存在的最大障礙,有望開啟人類實驗室製造大型機械的新篇章。
傳統機械製造中,澆鑄後的金屬材料不能直接加工成高性能零部件,必須通過鍛造改造其內部結構,解決成型問題。但是對超大鍛機的過度依賴,導致機械製作投資大、成本高且製作流程長、能耗巨大、污染嚴重、浪費嚴重並難以製作梯度功能材料零件。
作為後起之秀的常規金屬3D打印技術因能夠解決傳統製造業的以上弊病而受到青睞。然而,常規3D打印同樣存在致命缺陷:一是沒有經過鍛造,金屬抗疲勞性嚴重不足;二是製件性能不高;三是存在氣孔和未融合部分;四是大都採用激光、電子束為熱源,成本高昂。因而形成了“中看不中用”無法高端應用的局面。
為解決這一世界性難題,張海鷗團隊經過十多年潛心攻關,研製出微鑄鍛同步複合設備創造性地將金屬鑄造、鍛壓技術合二為一,實現了首超西方的微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創新,從而大幅提高了製件強度和韌性,提高了構件的疲勞壽命和可靠性。不僅能打印薄壁金屬零件,而且能打印出大壁厚差的金屬零件,省去了傳統巨型鍛壓機的成本。
該技術以金屬絲材為原料,材料利用率達到80%以上,絲材料價格成本為目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左右。在熱源方面,使用高效廉價的電弧為熱源,成本為目前普遍使用的大多需要進口的激光器的1/10。 (記者劉志偉 通訊員王瀟瀟)