中国高端数控机床重大进展( 二 )
"在金属微熔铸的同时同一工位复合锻造工艺 ， "铸锻复合 ， 边铸边锻"可以获得增材制造锻态无织构12级超细等轴晶、高强韧、高可靠性能的复杂形状金属锻件 ， 突破性地解决了传统制造流程长、污染重、能耗高、材料利用率低、需要超大型锻机的世界性难题 ， 同时克服了常规金属增材制造没有经过锻造 ， 容易出现气孔、裂纹等缺陷 ， 产生高致密性、各向同性、等轴细晶 ， 强度、韧性较传统制造更高 ， 可以增强关键重要零部件的性能 ， 改变了"铸锻分离"的传统制造模式 ， 较传统制造方法可缩短制造流程60%以上 ， 节能90%以上 ， 成本降低60%以上 ， 有望开启绿色短流程制造金属锻件的新模式 ， 为高端制造业颠覆性创新技术 。 "该发明专利技术已经试点应用于航空、航天、海洋工程、核能、高端装备等高性能核心复杂零部件制造 。
"我们的技术将在先进制造领域掀起新一轮的革命" ， 这位年过60岁张海鸥教授和夫人王桂兰一起 ， 带领团队用14年的时间 ， 破解了困扰金属3D打印的世界级技术难题 ， 实现了我国首超西方的微型边铸边锻的颠覆性原始创新 。不仅是空客 ， 美国通用电气公司不久前也主动上门洽谈合作 。 创新成果被航空业巨头竞相追逐 ， 表明了我国在3D打印技术上已经由"跟跑"开始进入"领跑"阶段 。 将金属铸造、锻压技术合二为一 ， 改变西方引领的制造模式 。
目前由"智能微铸锻"打印出的高性能金属锻件 ， 已达到2．2米长约260公斤 。 现有设备已打印飞机用钛合金、海洋深潜器、核电用钢等8种金属材料 ， 是世界上唯一可以打印出大型高可靠性能金属锻件的增材制造技术装备 。 微铸锻铣复合增材制造专用设备TY2000AL-ZDX-03 ， 打印尺寸为：X/Y/Z 2800*1500*900mm 。专家们表示 ， 这项技术改变了长期以来由西方引领的"铸锻铣分离"的传统制造历史 ， 将开启实验室制造大型机械的历史 。该技术有以下几个创新点：1、施加微区逐步锻造机械力使熔积自由成形的半凝固/刚凝固区产生粘塑性变形；2、率先提出电弧微铸轧复合直接成形高性能金属零件的方法；3、面向高端部件极端服役条件和增材制造成形性 。我国高端装备的快速研发生产 ， 急需大型高端零件整体制造技术 。
"智能微铸锻铣"方法 ， 以电弧增材与连续等材微锻及热处理同步复合并融合减材铣削新思想 ， 独创紧凑柔性机构 ， 实现了增-等-减材与调质集成制造；提出磁-电-光-力多能场多尺度混态成形模拟方法 ， 揭示超常态应力变形和组织演变规律 ， 建立形性并行设计-制造-测控集成智能系统 ， 创立了中国领先世界的铸锻铣一体化超短流程绿色智能制造新模式与装备 。
攻克传统技术难题 ， 推动金属3D打印制件进入大国重器应用发明的增材与多向微区半固态等材锻造同步复合并融合减材铣削的超短流程绿色智能制造新方法与装备 ， 成功突破3D打印不能打印锻件而难以在大型高端锻件中工程应用的世界难题 ， 将引领高端制造业向绿色智能化方向发展 ， 助力传统工业转型升级 。北京工业大学教授陈继民认为 ， 张海鸥发明的技术在航空航天、核电、舰船、高铁等重点支柱领域的应用前景广阔 ， 比如对于长寿命、高可靠性的航空发动机关键部件的制造有显著优势 。
在我国研制的新型飞机上 ， 一种新型复杂钛合金接头的制造也已经开始和张海鸥团队合作 ， 用该技术打印出来的钛合金抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性均超过传统锻件 。目前 ， 该技术正在西航动力公司、西安飞机制造公司等新产品开发中应用 ， 已经试制了高温合金双扭叶轮、铝硅合金热压泵体、发动机过渡段等零件 ， 以及大型飞机蒙皮热压成形双曲面模具、轿车翼子板冲压成形FGM模具等 ， 应用前景广阔 。根据空客公司对飞机零部件的需求 ， 张海鸥团队正在进行研发 ， "一旦继续获得认可 ， 我们将赢得空客的零部件生产的订单 ， 同时还可能获得更多国际民用航空巨头的青睐 。 "张海鸥说 。
[indent]该技术成功制造难焊接中碳钢发动机过渡段并通过乌克兰标准质量检测和实机考核；美国GE公司测试GH4169高温合金疲劳性能超过锻件；发明被Wohlers Report 2017报道 ， 获日内瓦国际发明展金奖、中国发明特别奖 ， 以及中国和美国发明专利 。[/indent]但是制造大国重器的设备必须在自己手中 ， 今年8月 ， 该项技术在商务部、科技部调整发布《中国禁止出口限制出口技术目录》清单中明确约定铸锻铣一体化金属3D打印技术仅为我国制造业服务 。
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