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由武汉最大激光浅析SLM技术趋势

2019-10-25| 发布者: www.d83w.com | 查看: 838|原作者: 东部三维网

摘要:增量制造是一种新兴的制造技术,可基于数字模型逐层构建物理材料。它体现了信息网络技术与先进材料技术和数字制造技术的紧密集成。这是一个先进的制造业。重要的一部分。贯彻落实国务院关于发展战略性新兴产业的决

增量制造是一种新兴的制造技术,可基于数字模型逐层构建物理材料。它体现了信息网络技术与先进材料技术和数字制造技术的紧密集成。这是一个先进的制造业。重要的一部分。

贯彻落实国务院关于发展战略性新兴产业的决策,抓住新一轮科技革命和产业转型的重大机遇,加快我国增材制造业的健康有序发展。作为“ 3D打印”行业。工业和信息化部和科技部提出了促进工业发展的措施,并制定了国家“制造业增量发展促进计划(2015-2016年)”促进计划,其中已制定了具体计划和计划。用于金属材料增材制造工艺技术的配方,包括激光选择性熔化(SLM),激光近净成形(LENS),电子束选择性熔化(EBSM)和电子束熔断沉积(EBDM)。

目前,金属材料增材制造技术已广泛应用于航空航天复杂的金属构件,医疗植入物,金属牙冠,航空航天大型金属构件等领域。经过多年的发展,技术已经相对成熟,对于制造业创新而言,提升起着举足轻重的作用,因此已成为所有国家的重要规划领域。

中国生产世界上最大的金属零件高精度激光3D打印设备

4月,武汉光电国家实验室完成的用于大型金属零件的高效激光选型和熔融添加剂生产的关键技术和设备(俗称激光3D打印技术)成功通过了湖北省鉴定科技部。结合了信息技术和制造技术特征的激光3D打印技术可以同时由四个激光扫描。它是世界上效率和尺寸最高的用于高精度金属零件的激光3D打印设备。该设备克服了多个技术问题,解决了航空复杂精密金属零件“卡颈”在材料结构功能集成和轻量化方面的关键技术问题,实现了复杂金属零件的高精度成形,提高了成形效率,缩短了设备寿命。开发周期等目的。

随着航空航天设备向着轻量化,高可靠性,长寿命和低成本的方向发展,一些关键金属零件变得越来越复杂,制造周期的要求越来越短,使得中国现有的制造技术面临复杂的薄壁精密零件结构性能综合制造技术,航空发动机叶片,涡轮等复杂的精密零件成型技术等一系列常见问题严重制约了航空航天装备技术的进步。

金属零件的激光3D打印技术是各种3D打印技术中最困难,最关注的方向之一。其中,基于自动粉末喷涂的选择性激光熔化(SLM)具有加工精度高且几乎无需机械加工的特点。它可以制造各种复杂的精密金属零件,并实现结构功能的集成和轻量化。在航空航天工业中有广泛的应用需求。但是,低成型效率和有限的成型尺寸是此类技术发展的瓶颈。以前,中国的SLM技术领域与国际先进水平相比差距很大,而且大多数设备依赖进口。

华中科技大学武汉光电国家实验室曾小燕教授在国家863和自然科学基金项目的支持下,经过10年的长期努力,在SLM形成理论上领导了激光先进制造研究团队。技术和设备等方面已经取得了重大成就,特别是在SLM成型的瓶颈方面,这很难有效地制备大型金属零件。

该项目是第一个在国际上提出并开发成形能力为500×500×530mm3的4束大型SLM增材制造设备的项目。它由四个500W光纤激光器和四个振镜部分同时扫描并形成。并且是世界上同类产品中最大的。以前,设备最多使用两台光纤激光器,成形效率低。该项目克服了许多技术问题,例如多光束无缝拼接和四象限加工重叠制造质量控制,可实现大型复杂金属零件的高效,高精度和高性能成型。它自主开发了多种SLM系列设备,并采用国产钛合金,不锈钢,高温合金,铝合金,镁合金粉末实现了各种复杂精密零件的成型,其关键技术指标与国外标准相当。 SLM设备首次采用双向铺粉技术,成形效率高于同类设备的20-40%,这表明中国自主研发的SLM成形技术和设备已达到国际先进水平。在开发20多种航空模型时,已经有45种零件被应用。这些原型已经为六种航空发动机,运载火箭,卫星和导弹的20多种产品开发。五个产品已通过热测试。这些产品中有四个已经完成。航空航天科技集团的三个主要研究机构已经使用了几种SLM设备来开发和批量生产航空航天零件。开发的零件不仅大大缩短了产品开发周期,简化了工艺,而且更重要的是结构功能。集成,可访问高性能,轻巧的零件。

SLM技术具有很高的成型精度,良好的性能并且不需要工具。这是一个典型的数字过程,目前在复杂的精密金属零件的形成中是不可替代的。在精密机械,能源,电子,石化,运输领域,运输等几乎所有高端制造领域都具有广阔的工业应用前景。



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