中国金属3D打印“伴飞”空客
2017-1-16 来源：转载 作者：-
武汉天昱智能制造有限公司和华中科技大学日前与空中客车公司（Airbus）在武汉签署了三方合作协议，宣布正式在航空工业制造领域展开合作。这是我国与大型跨国企业在先进制造领域的又一项合作。作为全球民用飞机制造商之一，此次空客公司看中的是华中大数字装备与技术国家重点实验室张海鸥教授主导研发的金属3D打印新技术“智能微铸锻”，这一技术改变了“铸锻铣分离”的传统制造历史。
在传统机械制造中，浇铸后的金属材料不能直接加工成高性能零部件，必须通过锻造工艺才能改造其内部结构，解决成型问题。但是，由于以往对超大锻机的过度依赖，导致机械制造投资大、成本高，制作流程长、能耗巨大、污染严重，并且难以制作梯度功能材料零件。作为后起之秀的常规金属3D打印技术因为能够解决这些弊病而受到青睐，在航空航天、模具及汽车领域开始获得应用。
不过，传统的金属3D也存在缺陷。“以往常规3D打印没有经过锻造，金属抗疲劳性严重不足；制件性能不高；存在气孔和未融合部分；大都采用激光、电子束为热源，成本高昂。所以，形成了中看不中用、应用困难的局面。”张海鸥介绍说。为解决这一世界性技术难题，张海鸥教授团队经过十多年潜心攻关，独立研制了铸锻铣一体化技术“智能微铸锻”，获国际和国内20多项发明专利。
经过专家验证，采用“智能微铸锻”技术生产的零部件，各项技术指标和性能均稳定超过传统铸件。同时，该技术以金属丝材为原料，材料利用率达到80%以上，丝材料价格成本为目前普遍使用的激光扑粉粉材的十分之一左右。在热源方面，使用高效廉价的电弧为热源，成本为激光器的十分之一。并且这一技术能同时控制零件的形状尺寸和组织性能，大大缩短了产品生产周期，制造一个两吨重的大型金属铸件，过去需要3个月以上，现在仅需10天左右。
中国航发集团北京航空材料研究院研究员、航空首席技术专家曹腊梅表示，3D打印成型技术最大的优势是实现了任意复杂结构的精确控型，这对于追求长寿命、高可靠性的航空发动机关键热端部件高效快捷、高产出率、低成本制造来说，无疑是一种极具创意、前景广阔的先进技术。
目前，“智能微铸锻铣复合制造”已经应用于西航动力公司、西安航空公司和南方航空动力公司新产品的开发，试制了高温合金双扭叶轮、铝硅合金热压泵体、发动机过渡段等零件，以及大型飞机蒙皮热压成形双曲面模具、轿车翼子板冲压成形FGM模具等，在国际上也受到广泛关注。
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