我国金属3D打印技术取得重大突破

  今天从华中科大获悉，由华中科技大学张海鸥教授主导研发的“铸锻铣一体化”金属3D打印技术，成功制造出了世界首批3D打印锻件。该成果突破了传统机械制造业和3D打印技术的弊病，有望改变世界金属零件制造历史。

人们常说，好钢要“千锤百炼”才能“锻造成材”。因为只有反复捶打才能将金属中的疏松、气孔压实锻合，使其强度、韧性和疲劳寿命大幅提高到锻件水平。

在传统机械制造中，锻压技术往往与铸造技术分离，依赖巨型铸造装备，流程长、污染能耗大、材料利用率低。目前的3D金属打印技术虽实现了绿色铸造，但因缺乏锻压技术，无法解决裂纹和变形缺陷，“中看不中用”。

为解决这一世界性难题，华中科技大学数字装备与技术国家重点实验室张海鸥团队经过十多年潜心攻关，独立研制出“微铸锻同步复合”设备，创造性地将已有千年历史的金属铸造、锻压技术合二为一，实现了首超西方的微型“边铸边锻技术”，大幅提高制件强度和韧性，确保了构件的疲劳寿命和可靠性。

“铸锻铣一体化”技术同时解决了传统机械制造“锻铸分离”和3D打印“有铸无锻”的问题。以后只需要一台绿色3D打印机就可以制造优质零件，不仅效率高而且成本较低。据张海鸥教授介绍，运用“铸锻铣一体化”技术生产零件，其精细程度比激光3D打印提高50%。同时，零件的形状尺寸和组织性能可控，大大缩小产品周期：制造一个两吨重的大型金属铸件，过去需要三个月以上，现在仅需十天左右。该技术以金属丝材为原料，材料利用率达到80%以上，而丝材料价格成本仅为目前普遍使用材料的十分之一左右。在热源方面，因使用高效廉价的电弧，成本也只需进口激光器的十分之一。

据了解，“铸锻铣一体化”金属3D打印技术在航空航天、海洋、核能、冶金等方面具有广阔的应用前景。将带来包括设计、材料、工艺、检测、控制、装备等一系列制造要素的变革，形成具有中国特色的绿色制造技术产业群，促进我国传统工业转型。