全球最大激光3D打印装备通过鉴定
2016-04-29 15:57:00   来源:中国农业新闻网
内容摘要
华中科技大学与武汉新瑞达激光工程有限责任公司合作完成的激光3D打印技术装备,为目前世界上效率和尺寸最大的高精度金属零部件激光3D打印装备。已经于2016年4月26日顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。

2016年4月26日,由华中科技大学和武汉新瑞达激光工程有限责任公司共同完成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备(俗称激光3D打印技术)”顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。深度融合了信息技术和制造技术等特征的激光3D打印技术,由四台激光器同时扫描,为目前世界上效率和尺寸最大的高精度金属零部件激光3D打印装备。该装备攻克了多重技术难题,解决了航空航天复杂精密金属构件在材料结构功能一体化及减重等“卡脖子”关键技术难题,实现了金属零部件随意成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。

随着航空航天装备不断向轻量化、高可靠性、长寿命、低成本方向发展,一些关键金属构件复杂程度越来越高,制造周期要求越来越短,使得中国现有制造技术面临系列共性难题,如大型复杂超高强度钢构件的高效、高性能、低成本制造技术,复杂薄壁精密构件结构-性能一体化制造技术,还有航空、航天发动机叶片、涡轮等复杂精密构件的成形技术等,严重制约了航空航天装备技术水平的提高。

针对传统制造方法难以满足航空航天复杂精密金属构件日益强劲的需求,光电国家实验室曾晓雁教授领导的激光先进制造研究团队,在军口973、国家863和自然科学基金项目等资助下,突破国外技术封锁,经过十年的长期努力,在激光选区熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)理论、工艺和装备等诸多方面取得了重要成果,特别是突破了SLM成形难以高效制备大尺寸金属零件、国内尚无高性能SLM成形金属零件等瓶颈。

项目率先在国际上提出并研制出成形体积为500×500×530mm3的4光束大尺寸激光选区熔化增材制造装备,它由4台500W光纤激光器、4台振镜分区同时扫描成形,成形效率和尺寸迄今为止同类设备中世界最大。而此前,该装备最多使用两台光纤激光器,成形效率低。项目攻克了多光束无缝拼接、4象限加工重合区制造质量控制等众多技术难题,实现了大型复杂零件的高效率、高精度、高性能成形。先后自主研制出SLM-100、SLM-300、SLM-300A和SLM-500型等系列装备,并采用国产的钛合金、不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金粉末,实现了各种复杂精密构件的成形,其关键技术指标与国外水平相当。首次在SLM装备中引入双向铺粉技术,其成形效率高出同类装备的20-40%,标志着中国自主研制的SLM成形技术与装备达到了国际先进水平。已经有45种零件在20余种航天型号研制中得到应用,先后为航天发动机、运载火箭、卫星及导弹等装备中6种型号20余种产品进行了样件研制,5种产品通过了热试车,其中4种产品已经定型。先后有多台SLM装备被航天科技集团三大总体研究院用于航天构件的研制与批产,所研制的构件不仅大大缩短了产品的研制周期,简化了工序,更重要的是将结构-功能一体化,获得性能优良的、轻质的构件。

激光选区熔化沉积技术成形精度高、性能好且不需要工模具,属于典型的数字化过程。这系列特点使其在复杂精密金属构件的成形中具有不可替代性,因此具有广阔的工业应用前景。可以预期,SLM技术与装备的应用范围远远不止现在的航空航天领域,在精密机械、能源、电子、石油化工、交通运输等几乎所有的高端制造领域都有很大的推广应用空间。

由中国工程院院士王华明、武汉科技大学校长孔建益、首都航天机械公司研究员王福德、武汉大学教授赵兴中、程志毅教授、武汉理工大学教授华林、中国科学院半导体研究所研究员苏小虎等专家组成的鉴定委员会听取了由曾晓雁做的工作报告和技术报告,审阅了相关的鉴定材料,并现场考察了项目设备的运行情况。经过质询与讨论后,鉴定委员会一致认为该项目在SLM整体技术达到国际先进水平,其中在SLM装备的成形尺寸和效率达到国际领先水平,并建议进一步拓展材料与装备的应用范围。(如需转载,请注明来源自科技世界网)