经过200多个小时的持续工作,一个接近设备成形空间极限的超大尺寸钛合金复杂零件,日前在昆明理工大学增材製造中心试製成形。这也是目前为止使用镭射选区熔融方法成形的最大单体钛合金复杂零件。
镭射选区熔融是金属3D列印方法的一种,它是以镭射为热源,依照零件离散后的形状资料对舖好的金属粉末进行扫描,使金属粉末逐点熔化堆积,实现金属零件直接製造。
透过这种方法製造出的金属零件力学性能优良、表面品质和尺寸精度高,是金属3D列印领域的研究热点,由黎振华教授研究组製作的这个钛合金复杂零件,尺寸达到250×250×257毫米,零件及支撑总量超过21公斤。
据悉,钛合金具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,在航空航太、化工、医疗等领域应用广泛。但在金属镭射3D列印过程中,会产生很高的残余应力,复杂结构零件成形时的应力变形、开裂等问题,一直是金属3D列印面临的最大挑战,钛合金镭射3D列印时,这些问题更为突出。
黎振华教授及其合作团队在粉末及成分控制、构件结构与位置优化、支撑设计与应力释放、远端监控等方面开展了大量前期工作,最终确定了试验方案,为完成大型复杂钛合金零件列印累积了宝贵的经验。
昆明理工大学增材製造中心近年来在航空航太、医疗、模具等领域的3D列印研究方面取得了长足进展。目前,每年有5700余名大学生进入这个製造中心学习和展开创新活动;在中心从事研究的专业技术人员及博士、硕士研究生达50余人。 |