西北工業大學凝固技術國家重點實驗室在激光立體成形技術方面取得重要研究進展——金屬3D打印技術

西北工業大學凝固技術國家重點實驗室主任黃衛東教授，作為激光立體成形技術研究團隊的負責人在國內率先提出以獲得極高(相當于鍛件)性能構件為目標的激光立體成形技術構思(圖1)，在大量國家重大重點項目的支持下，系統化研究此技術，并形成完整技術體系。其“高性能致密金屬零件的激光立體成形理論、技術與裝備”項目獲得了2008年度陜西省科學技術一等獎。

圖1 激光立體成形的科學與技術架構圖

近年來，該技術在大型鈦合金構件的激光立體成形研究方面取得重大突破，解決了其變形控制、幾何尺寸控制、冶金質量控制、系統裝備等方面的一系列難題，例如:試制成功C919大飛機翼肋TC4上、下緣條構件，該類零件尺寸達450 mm×350 mm×3 000 mm(圖2)，成形后長時間放置，最大變形量小于1 mm，靜載力學性能的穩定性優于1%，疲勞性能也優于同類鍛件性能。針對專用于先進飛機結構件的激光成形修復裝備，可修復尺寸達5 000 mm×600 mm×3 000 mm的零件。

圖2 西北工業大學激光立體成形C919飛機翼肋緣條(左:上緣條;右:下緣條)

在激光立體成形工藝裝備建設方面也取得重大突破，實現了我國商用激光立體成形工藝裝備制造的零突破。圖3是針對C919飛機大型鈦合金構件制造所研發的LSF-V型激光立體成形與修復再制造商用裝備。該技術的研究和應用還包括大型機械裝備關鍵零件的高性能快速修復和口腔金屬植入體的成形及醫學臨床研究。

圖3 西北工業大學凝固技術國家重點實驗室研制的LSF-V型激光立體成形與修復再制造商用裝備