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我国研制出大尺寸高精度金属零件3D打印装备

由武汉光电国家实验室(筹)完成的“激光3D打印技术”日前顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。这套装备为目前世界上效率领先、打印零件尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。

据华中科技大学武汉光电国家实验室曾晓雁教授介绍,该装备采用4台激光器同时扫描,解决了航空航天复杂精密金属零件在材料结构功能一体化及减重等技术难题,实现了复杂金属零件高精度成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。

曾晓雁表示,金属零件激光3D打印技术是各种3D打印技术中难度系数最大、最受国内外关注的方向之一。其中,基于自动铺粉的激光选区熔化成形技术(简称SLM)加工精度高,后续几乎不需要机械加工,可以制造各种复杂精密金属零件,实现结构功能一体化、轻量化,在航空航天领域有广泛的应用。但是,成形效率低、成形尺寸有限是这类技术的发展瓶颈。此前,我国在SLM技术领域与国际先进水平相比有较大差距,大部分装备依赖进口。

华中科技大学武汉光电国家实验室的激光先进制造研究团队,在国家“863”计划和自然科学基金项目等资助下,经过10年的长期努力,在SLM成形理论、工艺和装备等诸多方面取得了重要成果。研究团队率先在国际上提出并研制出成形体积为500×500×530(毫米)的4光束大尺寸SLM增材制造装备,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,实现了大型复杂金属零件的高效率、高精度、高性能成形。该实验室先后自主研制出SLM系列多种装备,并采用国产钛合金、不锈钢、高温合金等材料实现了各种复杂精密零件的成形,其关键技术指标与国外水平相当。此外,团队首次在SLM装备中引入双向铺粉技术,成形效率高出同类装备20%至40%,标志着我国自主研制的SLM成形技术与装备达到了国际先进水平。

 
 
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