2018 年 9 月 7 日,一个接近设备成形空间极限的超大尺寸钛合金复杂零件在持续3D 打印了 200 多个小时后,最终在昆明理工大学增材制造中心试制成型。这个零件是由黎振华教授及其合作团队共同打造,它的尺寸达到了 250×250×257 毫米,整体结构加上所有的支撑重量超过了 21 千克。
选择性激光熔融是金属 3D 打印方法的一种,它以激光为热源,依照零件离散后的形状数据对铺好的金属粉末进行扫描,使金属粉末逐点熔化堆积,实现金属零件的直接制造。通过这种方法制造出的金属零件力学性能优良、表面质量和尺寸精度高,是金属 3D 打印领域的研究热点。
钛合金具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,在航空航天、化工、医疗等领域应用广泛。在金属激光 3D 打印过程中,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 打印面临的最大挑战,钛合金激光 3D 打印时,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、远程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的 3D 打印积累了宝贵的经验。
昆明理工大学增材制造中心近年来在航空航天、医疗、模具等领域的 3D 打印研究方面取得了长足进展。目前,每年有 5700 余名本科生进入这个制造中心学习和开展创新活动;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。 |