5月27日記者從華中科技大學獲悉，該校張海鷗團隊採用自主研發的金屬3D列印「微鑄鍛」技術，一次性製造成功大型泵噴推進器槳葉，解決了3D列印技術中大尺寸零件製造的難題。
泵噴推進器主要應用於船舶重工等領域，是船舶航行的重要動力裝置。此次通過金屬3D列印「微鑄鍛」技術製造成功的大型泵噴推進器槳葉，選用不鏽鋼316L原材料，成型尺寸達到直徑0.6米、高度1米，總重量160千克。通過驗收與測試，製造周期相比傳統方式縮短了2/3，構件的力學性能得到了大幅度提升，製造精度差由以前的0.5mm提高到0.1mm，沒有檢測到鑄造缺陷如氣孔、裂紋等。
「常規金屬3D列印存在許多問題：一是沒有經過鍛造，金屬抗疲勞性嚴重不足;二是製件性能不高，難免存在疏鬆、氣孔和未熔合等缺陷;三是大都採用雷射、電子束為熱源，成本高昂。所以形成了中看不中用的尷尬局面。」張海鷗介紹，正因如此，全球金屬3D列印儘管在中小尺寸零部件製造中存在優勢，但在大尺寸零件製造上無一法和大型鍛壓機相比，因此無法進入大型複雜零件的高端應用。
針對金屬3D列印中的世界性難題，張海鷗教授帶領研究團隊潛心攻關，經過二十年不懈努力，發明了「智能微鑄鍛」3D列印技術，創造性地將金屬鑄造、鍛壓技術合二為一，實現了首超西方的邊鑄邊鍛的顛覆性原始創新。
高品質複雜形狀大型構件微鑄鍛銑複合製造設備
「我們將原先需要8萬噸力才能完成的動作，降低到八萬分之一，也就是不到1噸的力即可完成，同時一臺設備完成了過去諸多大型設備才能完成的工作，綠色又高效。」張海鷗介紹。
生產設備功率只需50千瓦，單位時間能耗為巨型壓機的千分之二，金屬3D列印「微鑄鍛」完全改變了傳統機械製造長期依賴巨型鍛機、長流程重汙染的模式，不僅突破了現有3D列印金屬零件疲勞性能和可靠性難及鍛件的「卡脖」難題，也將過去必須由工業「大象」完成的任務，輕鬆交由智能化的工業「螞蟻」操作完成。
「以這次製造成功的大型泵噴推進器槳葉為例，如果使用微鑄鍛技術，不僅生產周期從數月縮短到數周，能耗也可節約高達90%。」張海鷗介紹，金屬3D列印「微鑄鍛」不僅實現了綠色高效的短製造流程，還顯著提高了材料的疲勞壽命和可靠性，為船舶航行提供更為強勁、穩定的「中國動力」。
（圖片來源：科技日報）
(責任編輯：韓夢晨)