今年，增材制造在我國高端產品的研發領域擁有不少“不可磨滅”的功績，更是創造了多項世界第一。而隨著我國3D打印技術的不斷發展，在高端工業領域的應用也逐漸增多，如航空部件的加工制造，工業級產品的設計制造以及核工業等領域的各類應用成果，都凸顯了我國增材制造技術正在邁向一個新的“臺階”！

 

 

今年的第一項傲人成績，就數武漢光電國家實驗室（籌）完成的“大型金屬零件高效激光選區熔化增材制造關鍵技術與裝備（俗稱激光3D打印技術）”了。這項技術順利通過了湖北省科技廳成果鑒定。深度融合了信息技術和制造技術等特征的激光3D打印技術，由4臺激光器同時掃描，為目前世界上效率和尺寸最大的高精度金屬零件激光3D打印裝備。該裝備攻克了多重技術難題，解決了航空航天復雜精密金屬零件在材料結構功能一體化及減重等“卡脖子”關鍵技術難題，實現了復雜金屬零件的高精度成形、提高成形效率、縮短裝備研制周期等目的。

 

據悉，這項技術是由華中科技大學武漢光電國家實驗室教授曾曉雁領導的激光先進制造研究團隊，在國家863和自然科學基金項目等資助下，經過十年的長期努力，在SLM成形理論、工藝和裝備等諸多方面取得了重要成果，特別是突破了SLM成形難以高效制備大尺寸金屬零件等瓶頸，更突破了多項技術瓶頸。此前，我國在SLM技術領域與國際先進水平相比有較大差距，大部分裝備依賴進口。項目率先在國際上提出并研制出成形體積為500×500×530mm3的4光束大尺寸SLM增材制造裝備，它由4臺500W光纖激光器、4臺振鏡分區同時掃描成形，成形效率和尺寸迄今為止同類設備中世界最大。

 

 

今年，由中國華中某科技大學研發的大型3D打印技術應經通過了國家驗收，這說明這種世界上效率最高，打印尺寸最大的高進度金屬零件加工技術已經可以進入到實際應用中。而且這種大型裝備可以為我國的航空航天高精尖金屬零件的研制和生產上鋪平道路，甚至起到推倒”把脖子“技術瓶頸的至關重要的作用。這對中國航空發動機制造來說絕對是個好消息！

 

未來這種大型3D打印技術最主要的應用就是在發動機關鍵金屬部件上使用，比如航空發動機的葉片，航天火箭燃料泵的渦輪等加工要求精度高，加工復雜的金屬件上。一次性高精度成型，無論是樣品試制的時間或者直接量產時間都會成倍的縮短。尤其是現在航空航天設備都要求輕量化、可靠性要求高，壽命要長、成本更低的方向發展，所以這種大型3D打印設備的應用空間非常廣泛。這回中國攻克3D激光打印技術，全稱為“大型金屬零件高效激光選區熔化增材制造裝備“，其實是一種采用自動鋪金屬粉末堆疊后使用激光融化后再成型技術，簡單的說就是類似于玩蠟燭一樣。加工精度高，后期不需要過度加工，所以廣受國際上新材料領域的追捧，不過大家也都清楚的了解到這種技術在制造大型設備領域存在成型效率低，成型尺寸小的缺陷，所以誰能率先攻克大尺寸高效率的3D打印技術，誰就可以獲得領先地位。

 

 

近日，由華中科技大學張海鷗教授主導研發的“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術，成功制造出了世界首批3D打印鍛件。該成果有望改變世界金屬零件制造的歷史。業內人士表示，“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術在航空航天、海洋、核能、冶金等領域具有廣闊的應用前景。由華中科技大學張海鷗教授主導研發的“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術，成功制造出了世界首批3D打印鍛件。該成果有望改變世界金屬零件制造的歷史。

 

張海鷗教授介紹，運用該技術生產零件，其精細程度比激光3D打印提高50%。同時，零件的形狀尺寸和組織性能可控，大大縮小產品周期。該技術以金屬絲材為原料，材料利用率達到80%以上，而絲材料價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，因使用高效廉價的電弧，成本也只需進口激光器的十分之一。業內人士表示，“鑄鍛銑一體化”金屬3D打印技術在航空航天、海洋、核能、冶金等領域具有廣闊的應用前景。近期，西安航空發動機有限公司定制了一款發動機過渡段零件。經專家組實地考察和鑒定認為，采用新技術首次鑄鍛銑一體化高質量3D打印成形的優質鍛件，處于世界領先水平。

 

而更為振奮人心的是，這項技術最近就用在了我國軍方最新的“王牌殺手”殲20戰斗機上。據悉，目前殲-20和殲-31的部分零部件已經小批量生產，所有零部件都可以集中在一個部件上完成。這非常具有突破性，因為采用傳統技術進行多部件集成生產會產生負面效果。使用“鑄鍛銑一體化”的3D打印新技術，所有零部件都可以在鈦合金材料上完成，從而擁有非常出色的拉升強度，抗屈強度，延展性和柔韌性。專家稱，與傳統技術相比，使用新技術生產出來的零部件性能更穩定。

 

為你驕傲 中國增材制造攻克三項“世界第一”

 

預計使用3D打印技術的殲-20將會在2017年達到12架，組成一個飛行中隊。新技術正在成為中國軍工行業不可缺少的一部分。

 

由此看來，我國的3D打印技術在工業以及高端領域可謂是絕不落后于歐美等發達國家的。在未來的持續發展中，我國是有實力在世界科技界贏得發言權的。這不僅是個人的驕傲，更是國家的驕傲！