10月22日,西北工業(ye) 大學在友誼校區國際會(hui) 議中心召開增材製造(3D打印)結構件設計新原理研討會(hui) 。全國金屬高性能增材製造、拓撲結構優(you) 化設計的專(zhuan) 家學者,航空、航天、船舶、動力和高端機械裝備領域的總設計師、總工程師等會(hui) 集西工大,研討增材製造技術帶來的設計新理念、未來的科研方向和設計人才培養(yang) 等問題,旨在促使“設計創新”成為(wei) 我國工業(ye) 、科技和社會(hui) 發展的重要推動力。副校長翁誌黔出席會(hui) 議並致辭。
當日上午,中國鑄造學會(hui) 理事長、西工大凝固技術國家重點實驗室主任黃衛東(dong) 作了題為(wei) 《增材製造技術與(yu) 結構設計新原理》的報告;中航工業(ye) 副總工程師、先進軍(jun) 機總設計師楊偉(wei) 作了題為(wei) 《3D打印應用發展的思考》的報告;中航工業(ye) 沈陽飛機設計研究所副總工程師王向明作了題為(wei) 《飛機結構增材技術的應用與(yu) 發展》的報告;西工大理學院院長、長江學者張衛紅作了題為(wei) 《複雜結構創新構型設計:拓撲優(you) 化方法與(yu) 應用》的報告。四場精彩的報告,從(cong) 不同角度闡發了增材製造技術以其個(ge) 性化製造近乎無限複雜拓撲結構和很高力學性能金屬結構件的技術能力。專(zhuan) 家、學者、總設計師和總工程師認為(wei) ,增材製造開辟了製造技術的新紀元,也為(wei) 結構件的設計提供了前所未有的無限豐(feng) 富的可能性;依托增材製造技術,使包含多種功能的最優(you) 化結構的設計製造成為(wei) 可能,從(cong) 而“功能優(you) 先”的設計新理念將逐漸主導高端裝備結構件的設計實踐。
航空、航天、船舶、動力和高端機械裝備曆來是挑戰設計和製造極限能力的高技術領域。受控於(yu) 傳(chuan) 統製造技術能力的限製,設計師在設計過程中考慮更多的是可製造性,最優(you) 化設計的結構因為(wei) 大多不能通過傳(chuan) 統技術製造出來而無法普遍應用於(yu) 設計實踐,實際設計過程中將不得不或多或少犧牲功能而滿足可製造性。黃衛東(dong) 和張衛紅在報告中指出,增材製造技術與(yu) 拓撲優(you) 化設計相結合,將從(cong) 根本上改變設計現狀,“創新設計”將跨越式提升高端裝備的性能。楊偉(wei) 和王向明的報告高屋建瓴地闡釋了增材製造(3D打印)的優(you) 勢和弱勢、應用與(yu) 挑戰及其未來的科研方向。
增材製造技術的應用領域正在不斷擴展,涉及航空航天、汽車、模具、生物醫療、電子、建築等專(zhuan) 業(ye) 化領域,以及消費品、辦公、教育等大眾(zhong) 化領域。專(zhuan) 家、學者、總設計師和總工程師表示,由於(yu) 在複雜化結構零部件加工、個(ge) 性化定製等方麵具有獨特優(you) 勢,3D打印在航空航天、汽車、電子等領域,具有相當廣闊的應用前景。
“具有劃時代意義(yi) 的3D打印技術對我的衝(chong) 擊很大!新工業(ye) 革命與(yu) 增材製造,讓我開闊了視野,增長了見識,不虛此行!”、“增材製造離我們(men) 很近,這種新的加工模式能夠解決(jue) 製造業(ye) 中的很多問題,希望西工大與(yu) 企業(ye) 多互動,了解企業(ye) 的需求。”、“在3D打印領域,中國的某些技術已經領先全球,但商業(ye) 化滯後、規模仍然小,如果形成產(chan) 業(ye) 鏈,3D打印很有可能成為(wei) 中國製造業(ye) 大升級的契機。”、“成本、效率、原材料、產(chan) 品工藝等依然是企業(ye) 考量的重要因素,企業(ye) 會(hui) 密切關(guan) 注3D打印技術的發展。”、“現在3D打印很熱,還應該冷靜地對待尚未解決(jue) 的一些基礎科學的問題……”——當日下午,與(yu) 會(hui) 的專(zhuan) 家學者和企業(ye) 界人士在西工大凝固技術國家重點實驗室展開了熱烈的討論,並就增材製造(3D打印)的推廣應用提出了很多建設性的意見和建議。值得驕傲的是,中國是第一個(ge) 掌握了大型構建激光立體(ti) 成型技術的國家,並且第一個(ge) 將其應用在戰鬥機和民航客機上。西北工業(ye) 大學開展的金屬熔敷成型技術研究在國際上首次全麵突破了鈦合金、超高強度鋼等難加工大型複雜整體(ti) 關(guan) 鍵構件激光成型工藝和成套設備,已成功打印出大型飛機零部件,處於(yu) 國際領先水平。為(wei) 國產(chan) 大飛機C919製造中央翼緣條,便是西工大3D打印技術在航空領域應用的典型。該項技術在航空航天發動機等關(guan) 鍵部件的製造上也得到了運用。
西工大3D打印技術對零部件的修複也獨樹一幟。航空航天零件結構複雜、成本高昂,一旦出現瑕疵或缺損,隻能整體(ti) 更換,可能造成數十萬(wan) 、上百萬(wan) 元的損失。而通過3D打印技術,可以用同一材料將缺損部位修補成完整形狀,修複後的性能不受影響,大大節約了時間和金錢。
黃衛東(dong) 介紹說,中航工業(ye) 旗下多家公司、飛機修理廠以及多家航天院所研發方麵都在使用3D打印技術。國外的波音、空客等公司都在尋求合作,目前正在溝通和交流。他認為(wei) , 3D打印將是一個(ge) 飛速發展的領域,三五年之內(nei) 在航空航天領域有望實現產(chan) 業(ye) 化。黃衛東(dong) 透露,其團隊目前還致力於(yu) 航母的項目中。
研討會(hui) 後,與(yu) 會(hui) 人員還參觀了西工大凝固技術國家重點實驗室。在這個(ge) 實驗室,透過“打印機”的玻璃窗可以看到,一束激光在計算機控製下移動,激光頭兩(liang) 側(ce) 噴嘴噴出的金屬粉被激光熔化,一層層凝固、堆積。一小會(hui) 兒(er) ,一個(ge) 結構複雜的金屬件便展露出雛形。
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