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最新发现:超大3D打印钛合金复杂零件试制成功

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科技日报记者 赵汉斌
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9月7日在昆明理工大学增材制造中心试制成形。这也是迄今为止使用激光选区熔融方法成形的最大单体钛合金复杂零件。
激光选区熔融是金属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。由黎振华教授研究组制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21千克。
据介绍,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。
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