2017年02月09日 星期四
试错之后迎来创新
张海鸥破解世界性难题 3D打印飞机零件

    “我们的技术将在先进制造领域掀起新一轮的革命。”日前,华中科技大学机械科学与工程学院教授张海鸥携其研发的“智能微铸锻铣复合制造技术”,与法国空客公司举行了技术合作签约仪式,这是法中两国在先进制造领域的一项重要合作。这位年过60岁的老人和夫人王桂兰一起,带领团队用14年的时间,破解了困扰金属3D(三维)打印的世界级技术难题,实现了我国首超西方的微型边铸边锻的原始创新。

    不仅是空客,美国通用电气公司不久前也主动上门洽谈合作。创新成果被航空业巨头竞相追逐,表明了我国在3D打印技术上已经由“跟跑”开始进入“领跑”阶段。

    十几年科研路,就是不断试错的过程。“唯有创新才有未来,跟在别人后面是不会有太大出路的。”1998年,张海鸥被引进到华中科技大学,致力于高效低成本无模快速制造技术研究,4年后开始主攻金属3D打印。

    试错之后迎来创新。2016年7月,张海鸥团队创造性地将金属铸造、锻压技术合二为一,成功制造出世界首批3D打印锻件,实现3D打印锻态等轴细晶化、高均匀致密度、高强韧、形状复杂的金属锻件,全面提高了制件强度、韧性、疲劳寿命及可靠性,降低设备投资和原材料成本,大幅缩短制造流程与周期,全面解决常规3D打印成本高、工时长,打印不出经久耐用材质的世界性难题。

    专家表示,这项技术改变了长期以来由西方引领的“铸锻铣分离”的传统制造历史,将开启实验室制造大型机械的历史。

    最近几天,在华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室的实验基地,张海鸥团队正在加紧制造一批应用于航空领域的高端金属锻件。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8种金属材料,是世界上唯一可以打印出大型高可靠性能金属锻件的增材制造技术装备。

    北京工业大学教授陈继民认为,张海鸥发明的技术在航空航天、核电、舰船、高铁等重点支柱领域的应用前景广阔,比如对于长寿命、高可靠性的航空发动机关键部件的制造有显著优势。

    在我国研制的新型飞机上,一种新型复杂钛合金接头的制造也已经开始和张海鸥团队合作,用该技术打印出来的钛合金抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性均超过传统锻件。

    目前,该技术正在西航动力公司、西安飞机制造公司等新产品开发中应用,已经试制了高温合金双扭叶轮、铝硅合金热压泵体、发动机过渡段等零件,以及大型飞机蒙皮热压成形双曲面模具、轿车翼子板冲压成形FGM模具等,应用前景广阔。

    《人民日报》2017.1.18文/程远州 

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