制(zhi)造(zao)飛機零(ling)部(bu)件(jian)等高(gao)端金屬(shu)零(ling)件(jian)，按(an)傳(chuan)統方法需先用(yong)大(da)型(xing)(xing)設備鑄(zhu)(zhu)件(jian)，然后高(gao)溫(wen)鍛打(da)(da)，使其堅(jian)固耐用(yong)。而如今這(zhe)一(yi)(yi)傳(chuan)統方法被顛覆(fu)。由華中科(ke)技(ji)大(da)學張海鷗教授首創的鑄(zhu)(zhu)鍛一(yi)(yi)體(ti)化3D打(da)(da)印(yin)技(ji)術(shu)，可以讓零(ling)件(jian)邊(bian)打(da)(da)印(yin)邊(bian)鍛造(zao)。這(zhe)項技(ji)術(shu)已成(cheng)功制(zhi)造(zao)出世(shi)界(jie)首批3D打(da)(da)印(yin)鍛件(jian)。其中包括西安航空(kong)發動(dong)機有(you)限公司的一(yi)(yi)種發動(dong)機過(guo)渡段零(ling)件(jian)，以及我國(guo)研制(zhi)的一(yi)(yi)款新型(xing)(xing)戰(zhan)斗機的鈦合(he)金接頭等。該(gai)成(cheng)果突破(po)了3D打(da)(da)印(yin)行業的最大(da)障礙，開啟實驗(yan)室制(zhi)造(zao)大(da)型(xing)(xing)機械的歷史。
人們常說(shuo)，好鋼要(yao)“千(qian)錘百煉”“鍛(duan)打成(cheng)才(cai)”，這是因(yin)為(wei)只有(you)反(fan)復鍛(duan)打，才(cai)能(neng)將(jiang)鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)金(jin)屬的(de)強度、韌(ren)性(xing)、疲勞(lao)壽(shou)命大(da)幅提高到(dao)鍛(duan)件水平。現(xian)代制造(zao)(zao)(zao)業(ye)即是通過先鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)、再鍛(duan)造(zao)(zao)(zao)、后銑削來(lai)制造(zao)(zao)(zao)高端金(jin)屬零件，但這一方(fang)法存(cun)在流(liu)程長、反(fan)復加熱能(neng)耗巨大(da)、重(zhong)污染等(deng)缺點，并且(qie)無法制造(zao)(zao)(zao)出材料(liao)變化(hua)的(de)多功(gong)能(neng)零件，比如航空發動機整體(ti)渦(wo)輪。
隨著3D打(da)印(yin)技術的誕生(sheng)(sheng)和成(cheng)熟，2010年華中(zhong)科大(da)機(ji)(ji)械學院(yuan)張海鷗(ou)教(jiao)授在全球率先取(qu)得鑄鍛合一國(guo)際專(zhuan)利(li)技術。張海鷗(ou)教(jiao)授介紹，在傳(chuan)統(tong)鑄鍛技術中(zhong)，金屬零(ling)件由鑄造設備一次成(cheng)形，然后(hou)再用(yong)鍛機(ji)(ji)鍛打(da)，不可能邊鑄邊鍛，但3D打(da)印(yin)機(ji)(ji)的產生(sheng)(sheng)改變了這一切，它可以讓零(ling)件邊打(da)印(yin)邊鍛壓。
這(zhe)一技(ji)(ji)術(shu)也克服了(le)中西方金屬(shu)3D打(da)印的(de)瓶頸。有望引(yin)領第四次工業(ye)革命的(de)3D打(da)印技(ji)(ji)術(shu)受到國際制(zhi)造業(ye)青睞，但金屬(shu)3D打(da)印因(yin)“有鑄(zhu)無鍛”，打(da)印不出經久耐用(yong)的(de)材質，一直處在“模型(xing)制(zhi)造”和展示(shi)階段。張海鷗教授將3D打(da)印技(ji)(ji)術(shu)與傳統鍛壓技(ji)(ji)術(shu)合二為一，實現了(le)超越(yue)西方的(de)原(yuan)始創(chuang)新(xin)。
據悉，這一技術現(xian)已(yi)能(neng)(neng)夠打(da)印(yin)長(chang)達2.2米、重約260公斤的(de)高性能(neng)(neng)金屬鍛(duan)件。現(xian)有設備已(yi)打(da)印(yin)出飛機用鈦合金、海洋深潛器、核(he)電用鋼等8種金屬材料(liao)。
西安航空發動機有限公司的45鋼發動機過渡(du)段零件(jian)，因壁厚差(cha)大，傳統鑄(zhu)造成形容易出現(xian)裂(lie)紋(wen)、氣(qi)孔(kong)、疏松(song)等(deng)，若(ruo)用鍛(duan)造方(fang)法，需制(zhi)(zhi)作(zuo)鍛(duan)模，加工周期長(chang)，材(cai)料利(li)用率(lv)低。該(gai)公司與張海鷗團(tuan)隊合作(zuo)，鑄(zhu)鍛(duan)銑一體化3D打印(yin)這(zhe)種可焊(han)性很差(cha)的45鋼零件(jian)，目前(qian)試(shi)制(zhi)(zhi)件(jian)已通過國際標準檢測。