我國(guó)研制出大尺寸高精度金屬零件3D打印裝備

由武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）完成的“激光3D打印技術(shù)”日前順利通過了湖北省科技廳成果鑒定。這套裝備為目前世界上效率領(lǐng)先、打印零件尺寸最大的高精度金屬零件激光3D打印裝備。

據(jù)華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室曾曉雁教授介紹，該裝備采用4臺(tái)激光器同時(shí)掃描，解決了航空航天復(fù)雜精密金屬零件在材料結(jié)構(gòu)功能一體化及減重等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜金屬零件高精度成形、提高成形效率、縮短裝備研制周期等目的。

曾曉雁表示，金屬零件激光3D打印技術(shù)是各種3D打印技術(shù)中難度系數(shù)最大、最受國(guó)內(nèi)外關(guān)注的方向之一。其中，基于自動(dòng)鋪粉的激光選區(qū)熔化成形技術(shù)（簡(jiǎn)稱SLM）加工精度高，后續(xù)幾乎不需要機(jī)械加工，可以制造各種復(fù)雜精密金屬零件，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化、輕量化，在航空航天領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。但是，成形效率低、成形尺寸有限是這類技術(shù)的發(fā)展瓶頸。此前，我國(guó)在SLM技術(shù)領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平相比有較大差距，大部分裝備依賴進(jìn)口。

華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的激光先進(jìn)制造研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家“863”計(jì)劃和自然科學(xué)基金項(xiàng)目等資助下，經(jīng)過10年的長(zhǎng)期努力，在SLM成形理論、工藝和裝備等諸多方面取得了重要成果。研究團(tuán)隊(duì)率先在國(guó)際上提出并研制出成形體積為500×500×530（毫米）的4光束大尺寸SLM增材制造裝備，攻克了多光束無縫拼接、4象限加工重合區(qū)制造質(zhì)量控制等眾多技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了大型復(fù)雜金屬零件的高效率、高精度、高性能成形。該實(shí)驗(yàn)室先后自主研制出SLM系列多種裝備，并采用國(guó)產(chǎn)鈦合金、不銹鋼、高溫合金等材料實(shí)現(xiàn)了各種復(fù)雜精密零件的成形，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與國(guó)外水平相當(dāng)。此外，團(tuán)隊(duì)首次在SLM裝備中引入雙向鋪粉技術(shù)，成形效率高出同類裝備20%至40%，標(biāo)志著我國(guó)自主研制的SLM成形技術(shù)與裝備達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。