超大3D打印鈦合金復(fù)雜零件試制成功

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科技日報(bào)訊 (記者趙漢斌)經(jīng)過200多個(gè)小時(shí)的持續(xù)工作，一個(gè)接近設(shè)備成形空間極限的超大尺寸鈦合金復(fù)雜零件9月7日在昆明理工大學(xué)增材制造中心試制成形。這也是迄今為止使用激光選區(qū)熔融方法成形的最大單體鈦合金復(fù)雜零件。

激光選區(qū)熔融是金屬3D打印方法的一種，它以激光為熱源，依照零件離散后的形狀數(shù)據(jù)對鋪好的金屬粉末進(jìn)行掃描，使金屬粉末逐點(diǎn)熔化堆積，實(shí)現(xiàn)金屬零件直接制造。通過這種方法制造出的金屬零件力學(xué)性能優(yōu)良、表面質(zhì)量和尺寸精度高，是金屬3D打印領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由黎振華教授研究組制作的這個(gè)鈦合金復(fù)雜零件，尺寸達(dá)到250×250×257毫米，零件及支撐總量超過21千克。

據(jù)介紹，鈦合金具有優(yōu)異的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，在航空航天、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在金屬激光3D打印過程中，會(huì)產(chǎn)生很高的殘余應(yīng)力，復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件成形時(shí)的應(yīng)力變形、開裂等問題，一直是金屬3D打印面臨的最大挑戰(zhàn)，鈦合金激光3D打印時(shí)，這些問題更為突出。黎振華教授及其合作團(tuán)隊(duì)在粉末及成分控制、構(gòu)件結(jié)構(gòu)與位置優(yōu)化、支撐設(shè)計(jì)與應(yīng)力釋放、遠(yuǎn)程監(jiān)控等方面開展了大量前期工作，最終確定了試驗(yàn)方案，為完成大型復(fù)雜鈦合金零件打印積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

昆明理工大學(xué)增材制造中心近年來在航空航天、醫(yī)療、模具等領(lǐng)域的3D打印研究方面取得了長足進(jìn)展。目前，每年有5700余名本科生進(jìn)入這個(gè)制造中心學(xué)習(xí)和開展創(chuàng)新活動(dòng);在中心從事研究的專業(yè)技術(shù)人員及博士、碩士研究生達(dá)50余人。