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經過十幾年努力,華中科技大學史玉升科研團隊成功開發成形空間為(wei) 1.2米×1.2米、基於(yu) 粉末床的激光燒結快速製造裝備。據介紹,這是目前世界上最大成形空間的快速製造裝備。
專(zhuan) 家表示,這一裝備與(yu) 工藝的開發表明,我國快速製造技術處於(yu) 國際領先地位,這也是我國在先進製造領域的一項新突破。
基於(yu) 粉末床的激光燒結快速製造技術也叫選擇性激光燒結成形技術,是一種廣泛工業(ye) 化應用的快速製造技術。其原理是將計算機設計出的複雜零部件分解成若幹層平麵數據,然後用激光把金屬、陶瓷、塑料、砂等粉末材料按平麵數據燒結,形成一個(ge) 平麵形狀,再通過層層累積疊加,像植物生長般一次性整體(ti) 成形。
由於(yu) 這項技術將多維製造變為(wei) 簡單的由下至上的二維疊加,大大降低了設計與(yu) 製造的複雜度,甚至可以製造傳(chuan) 統方式無法加工的奇異結構,如封閉內(nei) 部空腔、多層嵌套等,是最具發展前景的快速製造技術之一。據了解,從(cong) 1991年開始,華中科技大學研究團隊開始快速製造技術研發工作,2002年開發出工作麵為(wei) 0.5米×0.5米的裝備,超過了當時代表國際最先進水平的美國3D係統公司;2005年研製出了工作麵達1米×1米的裝備,遠遠超過國外同類裝備。隨後,史玉升研究團隊在“大工作麵粉床預熱溫度場均勻控製裝置及方法”和“高強度大型激光燒結製件的粉末材料製備及成形工藝”等影響大型複雜製件整體(ti) 成形的關(guan) 鍵技術方麵取得了突破,研製成功工業(ye) 級的1.2米×1.2米快速製造裝備,這是世界上最大成形空間的此類裝備,超過德國EOS公司最大成形空間0.73米×0.38米和美國3D係統公司0.55米×0.55米的同類產(chan) 品,使我國在快速製造領域達到世界領先水平。
這項技術與(yu) 裝備的研發解決(jue) 了新產(chan) 品開發周期長、成本高、市場響應慢、柔性化差等問題,尤其適合動力裝備、航空航天、汽車等高端產(chan) 品上關(guan) 鍵零部件的製造。如空心渦輪葉片、渦輪盤、發動機排氣管、發動機缸體(ti) 和缸蓋,企業(ye) 一旦擁有此技術,其產(chan) 品更新換代能力明顯改善,競爭(zheng) 力可以顯著提高。
據悉,已有200多家國內(nei) 外用戶購買(mai) 和使用這項技術及裝備,為(wei) 我國關(guan) 鍵行業(ye) 核心產(chan) 品的快速自主開發提供了有力手段。我國一些鑄造企業(ye) 應用該技術後,將複雜鑄件的交貨期由傳(chuan) 統的3個(ge) 月左右縮短到10天左右,我國發動機製造商將大型六缸柴油發動機的缸蓋砂芯研製周期由傳(chuan) 統方法的5個(ge) 月左右縮短至一周左右。2010年該技術被歐洲空客公司(Airbus)等單位選中,聯合承擔了歐盟框架七項目,用於(yu) 輔助航空航天大型鈦合金整體(ti) 結構件的快速製造。
華中科技大學材料學院副院長史玉升教授表示,開發大成形空間的激光快速製造技術與(yu) 裝備是國際先進製造領域的一個(ge) 競爭(zheng) 方向,也是決(jue) 定快速製造技術走向工業(ye) 化應用的難點之一。他說,快速製造技術最大優(you) 勢是可以擴大人類的創意空間,加速工業(ye) 產(chan) 品設計與(yu) 開發的步伐,但目前國內(nei) 工業(ye) 界對其了解不夠,其應用前景還有待進一步開發。
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