2021年7月15日，在今年7月的中俄青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)意大賽-網(wǎng)絡(luò)空間與先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)決賽上，鑫精合的增材制造項(xiàng)目，《高性能復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)件增材制造工程化項(xiàng)目》榮獲一等獎(jiǎng)。在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中也提到了“發(fā)展增材制造”。那么增材制造到底是一項(xiàng)什么樣的技術(shù)呢？
增材制造
增材制造或稱3D打印是一種“自下而上”材料累加的制造方法。在傳統(tǒng)的零部件制造過程中往往使用的是減材制造，比如木工在工作時(shí)會(huì)將木料切削、打磨成需要的形狀，這就屬于一種減材制造。
而增材制造則相反，增材制造是將材料(包括液體、粉材、線材或塊材等)自動(dòng)化地累加起來成為實(shí)體結(jié)構(gòu)的制造方法。
就像使用3D打印機(jī)時(shí)，材料是由下至上一層一層“打印”出來的，這就是一種增材制造。
增材制造的優(yōu)勢(shì)
在傳統(tǒng)的減材制造中，為了切削出不同的形狀，往往需要多種刀頭、夾具配合使用，加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件時(shí)就需要多道加工工序。
但增材制造技術(shù)則不同，由于不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具以及多道加工工序，利用三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)就可以在一臺(tái)設(shè)備上快速而精確地制造出任意復(fù)雜形狀的零件，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。并且可以在較短時(shí)間內(nèi)從模型樣件、原型試制發(fā)展到直接制造。
目前增材制造可用于航空航天、航海、核電、醫(yī)療、汽車、模具、高端工具等制造領(lǐng)域。
高性能復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)件增材制造工程化項(xiàng)目
鑫精合的這個(gè)項(xiàng)目面向高端裝備和傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，以增材制造（3D打印）為核心技術(shù)，綜合運(yùn)用增/減材及等材制造工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)件的增材制造工程化應(yīng)用。解決大型復(fù)雜金屬零部件制造成本高、周期長(zhǎng)、材料利用率低，以及制造過程穩(wěn)定性、一致性差等問題。
在此項(xiàng)目中所使用的核心技術(shù)如下：
1.激光增材制造技術(shù)：基于離散-堆積原理，采用高能量聚焦激光為能量源，根據(jù)待成形零件CAD模型分層切片信息規(guī)劃激光掃描路徑，金屬粉末經(jīng)歷原位熔化、快速凝固、逐層沉積的過程，實(shí)現(xiàn)逐層造形，最終完成三維實(shí)體零件成形制造。
2.聯(lián)合制造技術(shù)：綜合運(yùn)用增材制造、減材制造以及激光連接等制造方法，實(shí)現(xiàn)多種工藝各取所長(zhǎng)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的新型智能制造技術(shù)。可以大幅降低制造成本、顯著縮短制造周期，并能實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的集成化或輕量化結(jié)構(gòu)，全面提升產(chǎn)品性能和功能。
應(yīng)用效果：
返回艙防熱大底鈦合金大框直徑近4m，如果采用聯(lián)合制造技術(shù)，材料利用率將提高67%，制造周期縮短50%。
大型鈦合金帶筋壁板框梁機(jī)身長(zhǎng)度近7m，如果采用聯(lián)合制造工藝，原材料成本將降低40%，機(jī)加工成本減少50%，生產(chǎn)周期縮短近60%。
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