武漢天昱智能制造有限公司和華中科技大學(xué)日前與空中客車公司（Airbus）在武漢簽署了三方合作協(xié)議，宣布正式在航空工業(yè)制造領(lǐng)域展開(kāi)合作。這是我國(guó)與大型跨國(guó)企業(yè)在先進(jìn)制造領(lǐng)域的又一項(xiàng)合作。作為全球民用飛機(jī)制造商之一，此次空客公司看中的是華中大數(shù)字裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)的金屬3D打印新技術(shù)“智能微鑄鍛”，這一技術(shù)改變了“鑄鍛銑分離”的傳統(tǒng)制造歷史。

    在傳統(tǒng)機(jī)械制造中，澆鑄后的金屬材料不能直接加工成高性能零部件，必須通過(guò)鍛造工藝才能改造其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決成型問(wèn)題。但是，由于以往對(duì)超大鍛機(jī)的過(guò)度依賴，導(dǎo)致機(jī)械制造投資大、成本高，制作流程長(zhǎng)、能耗巨大、污染嚴(yán)重，并且難以制作梯度功能材料零件。作為后起之秀的常規(guī)金屬3D打印技術(shù)因?yàn)槟軌蚪鉀Q這些弊病而受到青睞，在航空航天、模具及汽車領(lǐng)域開(kāi)始獲得應(yīng)用。

    不過(guò)，傳統(tǒng)的金屬3D也存在缺陷。“以往常規(guī)3D打印沒(méi)有經(jīng)過(guò)鍛造，金屬抗疲勞性嚴(yán)重不足；制件性能不高；存在氣孔和未融合部分；大都采用激光、電子束為熱源，成本高昂。所以，形成了中看不中用、應(yīng)用困難的局面。”張海鷗介紹說(shuō)。為解決這一世界性技術(shù)難題，張海鷗教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年潛心攻關(guān)，獨(dú)立研制了鑄鍛銑一體化技術(shù)“智能微鑄鍛”，獲國(guó)際和國(guó)內(nèi)20多項(xiàng)發(fā)明專利。

    經(jīng)過(guò)專家驗(yàn)證，采用“智能微鑄鍛”技術(shù)生產(chǎn)的零部件，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和性能均穩(wěn)定超過(guò)傳統(tǒng)鑄件。同時(shí)，該技術(shù)以金屬絲材為原料，材料利用率達(dá)到80%以上，絲材料價(jià)格成本為目前普遍使用的激光撲粉粉材的十分之一左右。在熱源方面，使用高效廉價(jià)的電弧為熱源，成本為激光器的十分之一。并且這一技術(shù)能同時(shí)控制零件的形狀尺寸和組織性能，大大縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，制造一個(gè)兩噸重的大型金屬鑄件，過(guò)去需要3個(gè)月以上，現(xiàn)在僅需10天左右。

    中國(guó)航發(fā)集團(tuán)北京航空材料研究院研究員、航空首席技術(shù)專家曹臘梅表示，3D打印成型技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)了任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精確控型，這對(duì)于追求長(zhǎng)壽命、高可靠性的航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵熱端部件高效快捷、高產(chǎn)出率、低成本制造來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一種極具創(chuàng)意、前景廣闊的先進(jìn)技術(shù)。

    目前，“智能微鑄鍛銑復(fù)合制造”已經(jīng)應(yīng)用于西航動(dòng)力公司、西安航空公司和南方航空動(dòng)力公司新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，試制了高溫合金雙扭葉輪、鋁硅合金熱壓泵體、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡段等零件，以及大型飛機(jī)蒙皮熱壓成形雙曲面模具、轎車翼子板沖壓成形FGM模具等，在國(guó)際上也受到廣泛關(guān)注。（記者 魏勁松 通訊員 王瀟瀟）