华中科大研发成功具有锻件性能的高端金属零件3D打印

7月22日华中科技大学通报，由该校数字装备与技术国家重点实验室张海鸥教授主导研发的金属3D打印新技术“智能微铸锻”，近日成功3D打印出具有锻件性能的高端金属零件。有望改变国际上由西方国家领导的金属丝3D打印格局。

锻件性能

张海鸥教授主导研发的金属3D打印新技术名为“智能微铸锻”。张海鸥团队经过十多年攻关，大幅提高了制件强度和韧性，提高了构件的疲劳寿命和可靠性。不仅能打印薄壁金属零件，而且能打印出大壁厚差的金属零件，省去了传统锻压机的成本，通过计算机直接控制成形路径，降低了设备投资和原材料成本。

目前，由“智能微铸锻”打印出的高性能金属锻件，已达到2.2米长约260公斤。现有设备已打印飞机用钛合金、海洋深潜器、核电用钢等八种金属材料。

经由这种微铸锻生产的零部件，各项技术指标和性能均稳定超过传统铸件。同时，该技术以金属丝材为原料，材料利用率达到80%以上。由于这一技术能同时控制零件的形状尺寸和组织性能，大大缩小了产品周期。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。

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的确，随着航空产业不断的发展，锻造技术的瓶颈已逐渐显现，一方面是满足在大型复杂整体结构件和精密复杂构件的制造方面显现出技术的灵活性不足。另一方面，锻造的结构工件在随后的机加工过程中材料去除率达到70％之多，对于钛合金这样昂贵的材料来说浪费大。

洛克希德·马丁空间系统公司就曾经400万美元从Sciaky公司那里购买了一台EBAM 3D打印机，这台机器能够制造出直径近150厘米的燃料箱，将燃料箱的制造成本削减了一半。与金属粉末熔化技术不同，这项技术采用的原材料是金属丝。而在国际上，除了Sciaky通过电子束达到熔化金属丝的目的，还有Norsk Titanium的快速等离子沉积™技术用于金属丝的增材制造。

华中科技大学的“智能微铸锻”技术或类似于Sciaky的EBAM技术，这种以金属丝为原材料的增材制造技术，无需模具的自由近净成形，且全数字化、高柔性，打印的零件材质全致密、没有宏观偏析和缩松，具有较高的性能等都带来代替航空领域锻造技术的可能。在产业化方面，纽约州已与Norsk Titanium达成公私合作伙伴关系协议，纽约州投资1.25亿美元工业规模的3D打印工厂。

如果从实验室到商业化的转化顺利，华中科技大学张海鸥教授的这项技术或将改变由Sciaky和Norsk Titanium占主导的市场格局。

当然，与当前金属增材制造领域最常见的以金属粉为原材料的铺粉和送粉技术相比，3D科学谷认为华中科大这项技术与铺粉和送粉技术并无直接竞争关系。更多内容，请点击延伸阅读3D科学谷一张图看懂世界范围内金属3D打印。

本文新闻源自新华社

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