3D打印作為一項(xiàng)前沿性的先進(jìn)制造技術(shù)，已經(jīng)成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力，其中金屬3D打印領(lǐng)域是該項(xiàng)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。但是全球金屬3D打印行業(yè)共同面對(duì)的最大障礙是打印出的材料達(dá)不到經(jīng)久耐用的要求，只是滿足于“模型制造”和展示階段。
這一現(xiàn)狀被我校機(jī)械學(xué)院張海鷗團(tuán)隊(duì)所發(fā)明的“智能微鑄鍛”技術(shù)打破，顛覆了全球機(jī)械制造工藝流程和裝備技術(shù)，有望開辟中國(guó)領(lǐng)先于世界水平的綠色制造時(shí)代。
其實(shí)，張海鷗最初的科研路頗為曲折，剛起步時(shí)，他埋頭于軋鋼研究?！斑@項(xiàng)技術(shù)，日本已經(jīng)研究得差不多了”，導(dǎo)師的話如當(dāng)頭一棒，他懵了。考慮再三，他于1987年?yáng)|渡日本“取經(jīng)”。
十幾年科研路，就是不斷試錯(cuò)的過(guò)程?！拔ㄓ袆?chuàng)新才有未來(lái)，跟在別人后面是不會(huì)有太大出路的?！?998年，張海鷗被引進(jìn)到華中科技大學(xué)，致力于高效低成本無(wú)模快速制造技術(shù)研究，4年后開始主攻金屬3D打印。
張海鷗教授在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的3D打印模式打印出來(lái)的零部件效能已經(jīng)到了提升的極限，如果繼續(xù)固守這個(gè)研究方向，無(wú)法再有所突破。他試著把鍛打和3D打印結(jié)合起來(lái)，逐漸開啟了研究的新領(lǐng)域。2009年，張海鷗教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在全球率先提出了“鑄鍛合一”的金屬3D打印模式構(gòu)想，并用7年左右的時(shí)間將構(gòu)想一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
鑄、鍛已有三千多年歷史，自古先鑄后鍛，鑄鍛分離。古語(yǔ)云：“千錘百煉”。古人打造寶劍時(shí)只有經(jīng)過(guò)反復(fù)鍛打，才能使鍛件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得緊密，提高鍛件的柔韌性和強(qiáng)度，達(dá)到削鐵如泥的地步。
中國(guó)國(guó)家現(xiàn)在最大的鍛壓機(jī)樓上有13層，樓下有7層，是重達(dá)八萬(wàn)噸的巨無(wú)霸，全國(guó)只有一臺(tái)。用這種鍛壓機(jī)生產(chǎn)，不僅能耗大，污染嚴(yán)重，生產(chǎn)效率還極其低下，材料利用率低，很不合理。此外，一些變化多功能零件無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的鑄鍛工藝一體化打造，給我國(guó)的高精尖工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)許多限制。
“鑄鍛合一”的金屬3D打印模式實(shí)現(xiàn)“邊鑄邊鍛”,改變了千百年來(lái)的傳統(tǒng)制造的歷史。如今，只需要一臺(tái)設(shè)備，在金屬即將被加熱成型的時(shí)候，立刻進(jìn)行鍛造，就可以用不到原來(lái)8萬(wàn)分之一的力來(lái)得到鍛件，不僅節(jié)約了材料，簡(jiǎn)化了工序，減少了污染，提高了生產(chǎn)效率，更重要的是提高了鍛件的效能，實(shí)現(xiàn)了制造業(yè)領(lǐng)域顛覆性的創(chuàng)新。
美國(guó)通用電氣公司——GE公司曾經(jīng)認(rèn)為3D打印不可能打造鍛件，但張海鷗教授做成了他們認(rèn)為不可能的事情。張海鷗教授說(shuō)：“當(dāng)時(shí)我們宣布這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候他們還不相信，美國(guó)GE公司專門帶走了一塊我們打印的鍛件去檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)性能比普通的鍛打要高?！?/div>
根據(jù)環(huán)球網(wǎng)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，《華中科大開發(fā)出結(jié)合鍛打技術(shù)的金屬3D打印技術(shù)》入選2016年3D打印行業(yè)十大新聞，且是唯一關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新方面的新聞。這項(xiàng)技術(shù)已在世界產(chǎn)生了廣泛影響，歐洲空客公司和我校簽署了開展航空零件研發(fā)制造的協(xié)議。
“制造業(yè)的變革中，頂端的就是制造方法的變革?！T鍛一體’的3D打印技術(shù)將帶來(lái)設(shè)計(jì)、材料、工藝、檢測(cè)、裝備一系列要素變革，并促進(jìn)傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型?！睆埡ｚt教授自豪地說(shuō)，“中國(guó)憑什么說(shuō)要實(shí)現(xiàn)‘制造業(yè)2025’，不拿出點(diǎn)兒東西怎么行？我們發(fā)明的‘鍛造合一’3D打印制造新模式，有望顛覆全球制造業(yè)，成為‘中國(guó)制造2025’標(biāo)桿成果，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造領(lǐng)域的中國(guó)夢(mèng)?！?/div>
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