PG电子平台-详解武汉国家实验室研发的大型SLM金属3D打印设备

本文摘要:由武汉光电国家实验室(捐)已完成的大型金属零件高效激光选区熔融增材生产关键技术与装备(又称激光3D打印机技术)于近日成功通过湖北省科技厅成果鉴定。 该装备深度融合了信息技术和生产技术等特征的激光3D打印机技术,由4台激光器同时扫瞄,为目前世界上效率和尺寸仅次于的高精度金属零件激光3D打印机装备。该装备攻下了多重技术难题,解决问题了航空航天简单仪器金属零件在材料结构功能一体化及减肥等卡脖子关键技术难题,构建了简单金属零件的高精度成形、提升成形效率、延长装备研制周期等目的。

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由武汉光电国家实验室(捐)已完成的大型金属零件高效激光选区熔融增材生产关键技术与装备(又称激光3D打印机技术)于近日成功通过湖北省科技厅成果鉴定。  该装备深度融合了信息技术和生产技术等特征的激光3D打印机技术,由4台激光器同时扫瞄,为目前世界上效率和尺寸仅次于的高精度金属零件激光3D打印机装备。该装备攻下了多重技术难题,解决问题了航空航天简单仪器金属零件在材料结构功能一体化及减肥等卡脖子关键技术难题,构建了简单金属零件的高精度成形、提升成形效率、延长装备研制周期等目的。

  金属零件的激光3D打印机技术是各种3D打印机技术中可玩性系数仅次于也最不受国内外注目的方向之一。其中基于自动铺粉的激光选区熔融成形技术(SelectiveLaserMelting,SLM),主要特点是加工精度高、可以生产简单仪器金属零件,构建结构功能一体化、轻量化,在航空航天领域有普遍的应用于市场需求。但是,成形效率较低、成形尺寸受限是该类技术的发展瓶颈。  华中科技大学武汉光电国家实验室教授曾晓雁领导的激光先进设备生产研究团队,在国家863和自然科学基金项目等资助下,经过十年的长年希望,在SLM成形理论、工艺和装备等诸多方面获得了最重要成果,尤其是突破了SLM成形无法高效制取大尺寸金属零件等瓶颈。

  项目首度在国际上明确提出并研制出成形体积为500500530mm3的4光束大尺寸SLM增材生产装备,它由4台500W光纤激光器、4台振镜分区同时扫瞄成形,成形效率和尺寸迄今为止同类设备中世界仅次于。而此前,该装备最多用于两台光纤激光器,成形效率较低。项目攻下了多光束无缝拼凑、4象限加工重合区生产质量掌控等众多技术难题,构建了大型简单金属零件的高效率、高精度、高性能成形。

先后自律研制出SLM系列多种装备,并使用国产的钛合金、不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金粉末,构建了各种简单仪器零件的成形,其关键技术指标与国外水平非常。首次在SLM装备中引进双向铺粉技术,其成形效率高达同类装备的20-40%,标志着我国自律研制的SLM成形技术与装备超过了国际先进设备水平。早已有45种零件在20余种航天型号研制中获得应用于,先后为航天发动机、运载火箭、卫星及导弹等装备中6种型号20余种产品展开了样件研制,5种产品通过了热试车,其中4种产品早已定型。

先后有多台SLM装备被航天科技集团三大总体研究院用作航天零件的研制与批产,所研制的零件不仅大大缩短了产品的研制周期,修改了工序,更加最重要的是将结构-功能一体化,取得性能优良的、轻质的零件。  SLM技术成形精度高、性能好、且不必须工模具,归属于典型的数字化过程,目前在简单仪器金属零件的成形中具备不能替代性,在精密机械、能源、电子、石油化工、交通运输等完全所有的高端生产领域都具备辽阔的工业应用于前景。经过发言与辩论后,检验委员会完全一致指出该项目在SLM整体技术超过国际先进设备水平,其中在SLM装备的成形尺寸和效率超过国际领先水平,并建议更进一步扩展材料与装备的应用于范围。


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