西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在激光立體成形技術(shù)方面取得重要研究進(jìn)展——金屬3D打印技術(shù)

西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任黃衛(wèi)東教授，作為激光立體成形技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人在國內(nèi)率先提出以獲得極高(相當(dāng)于鍛件)性能構(gòu)件為目標(biāo)的激光立體成形技術(shù)構(gòu)思(圖1)，在大量國家重大重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，系統(tǒng)化研究此技術(shù)，并形成完整技術(shù)體系。其“高性能致密金屬零件的激光立體成形理論、技術(shù)與裝備”項(xiàng)目獲得了2008年度陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎。

圖1 激光立體成形的科學(xué)與技術(shù)架構(gòu)圖

近年來，該技術(shù)在大型鈦合金構(gòu)件的激光立體成形研究方面取得重大突破，解決了其變形控制、幾何尺寸控制、冶金質(zhì)量控制、系統(tǒng)裝備等方面的一系列難題，例如:試制成功C919大飛機(jī)翼肋TC4上、下緣條構(gòu)件，該類零件尺寸達(dá)450 mm×350 mm×3 000 mm(圖2)，成形后長時間放置，最大變形量小于1 mm，靜載力學(xué)性能的穩(wěn)定性優(yōu)于1%，疲勞性能也優(yōu)于同類鍛件性能。針對專用于先進(jìn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的激光成形修復(fù)裝備，可修復(fù)尺寸達(dá)5 000 mm×600 mm×3 000 mm的零件。

圖2 西北工業(yè)大學(xué)激光立體成形C919飛機(jī)翼肋緣條(左:上緣條;右:下緣條)

在激光立體成形工藝裝備建設(shè)方面也取得重大突破，實(shí)現(xiàn)了我國商用激光立體成形工藝裝備制造的零突破。圖3是針對C919飛機(jī)大型鈦合金構(gòu)件制造所研發(fā)的LSF-V型激光立體成形與修復(fù)再制造商用裝備。該技術(shù)的研究和應(yīng)用還包括大型機(jī)械裝備關(guān)鍵零件的高性能快速修復(fù)和口腔金屬植入體的成形及醫(yī)學(xué)臨床研究。

圖3 西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的LSF-V型激光立體成形與修復(fù)再制造商用裝備