1.3萬人氣，張海鷗教授微鑄鍛銑復合增材制造令人矚目

△視頻：張海鷗教授微鑄鍛銑復合增材制造直播

2020年4月16日 晚上8點，南極熊邀請了華中科技大學張海鷗教授，舉辦了“大型復雜高端零件微鑄鍛同步超短流程制造技術(shù)與裝備”線上研討會。

直播現(xiàn)場相當火爆，觀看人次超過1.3萬人次。目前視頻已經(jīng)可以回看，沒有來得及觀看直播或者只看了一部分的熊友可以掃描下方二維碼繼續(xù)觀看回放。

下面南極熊以圖文的形式帶您來回顧一下本次直播中的部分精彩內(nèi)容，更多干貨請看直播回放。
2016年，張海鷗教授及其團隊發(fā)明了“微鑄鍛銑復合增材制造技術(shù)”，將金屬“增材-等材-減材”制造合三為一，開創(chuàng)了“邊鑄邊鍛”的3D打印技術(shù)。可快速直接制造出高均勻致密度、高韌性、形狀復雜的大型金屬鍛件。

鍛件的傳統(tǒng)制造方法流程長、工序復雜，需要多臺大型設(shè)備、制造成本高，污染排放量大，而微鑄鍛銑復合增材制造流程短，只需通過一臺設(shè)備就可以完成金屬絲材到鍛件的制造�？s短周期40%-70%，當前，該技術(shù)的熔積效率為10kg/h以上，材料消耗減少70%~80%，能耗約為傳統(tǒng)制造的10~15%�？色@得12級等軸細晶組織，遠高于傳統(tǒng)鍛造的7~8級，成形質(zhì)量和組織均勻一致性、穩(wěn)定性高于傳統(tǒng)制造10%~30%。

近年來，微鑄鍛銑復合增材制造技術(shù)已經(jīng)應用于飛機掛架，艦船螺旋槳，汽車翼子板模具，燃機過渡段，高鐵轍叉等項目的研發(fā)制造，重點服務于航空航天、核電工業(yè)、船舶海工、高速鐵路等支柱產(chǎn)業(yè)。

張海鷗教授從以下8個方面來分享了其團隊在微鑄鍛銑復合增材制造技術(shù)方面所取得的成果。

張教授表示，傳統(tǒng)的制造技術(shù)具有很多的局限性，比如：流程與周期長、成品率不高、成本高污染重、產(chǎn)品適應性差等。

因此，擺在面前的兩大難題是，傳統(tǒng)技術(shù)無法短流程制造鍛件，增材制造難以得到高強韌鍛件。能否顛覆傳統(tǒng)，另辟蹊徑發(fā)明一種大型復雜高端零件短流程的制造技術(shù)？

張教授團隊自主研發(fā)了微鑄鍛同步制造技術(shù)

與Cranfield大學的技術(shù)相比，華中科技大學的技術(shù)有著獨特的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)微鑄鍛同步、原位熱軋、流程短、污染�。痪o湊柔性可復雜成形；小壓力工藝穩(wěn)定可靠；成型效率高3倍；均勻等軸細晶，高強韌高疲勞壽命。

微鑄鍛同步制造技術(shù)的技術(shù)創(chuàng)新主要圍繞4個發(fā)明：
●熔凝微區(qū)增等材同步成型方法；
●均勻等軸細晶強韌化技術(shù)；
●難成行材料多能場復合成形技術(shù)；
●微鑄鍛同步超短流程綠色制造裝備；

首創(chuàng)了“鑄鍛同步、控形控性、缺陷檢測、自主修復”多功能集成系列裝備，實現(xiàn)1臺設(shè)備超短流程制造大型復雜鍛件的重大創(chuàng)新。

目前，該項技術(shù)已經(jīng)應用于我國航空航天、海工艦船、核能電力、石化冶金、鐵路交通、武器裝備等諸多領(lǐng)域的各類復雜高端零件的快速低成本超短流程綠色制造，以下是部分典型應用案例。

南極熊在此只能發(fā)布一小部分干貨內(nèi)容，更多精彩技術(shù)內(nèi)容和應用案例請觀看直播視頻回放。

直播過程中，大量觀眾踴躍提問，張教授對其中的一些問題進行了視頻解答。此外，南極熊整理了文字問答的內(nèi)容，供廣大熊友參考，如果你也有同樣的疑問可以查看答案。

陵南皮皮俠: 糊狀區(qū)或者半固態(tài)區(qū)的溫度區(qū)間，應該會對加工窗口有所影響吧？
是的，我們主要是融凝微區(qū)進行成形



yellaw: 看一下z方向斷裂強度啊，一直覺得3d打印的z方向很容易斷
微鑄鍛后為等軸晶形態(tài)，x-z與z-x向斷裂韌度一致，無各向異性


yellaw: 你打這這層的時候那下面就冷了，上下層銜接不會有問題嗎
簡單來說，原理在于微鍛與后層的后熱誘導前層再結(jié)晶，實現(xiàn)增材制造全等軸晶


Discovery: 設(shè)備運行過程一般時長是多久，然后穩(wěn)定性咋樣？
一般連續(xù)不停機穩(wěn)定工作6個月沒問題


羅升Roshan: 具體是怎么進行原位微鍛
基于同步代碼控制多自由度槍輥，保持成形與微鍛同步進行


V. SU: 微鑄鍛成型的裝備（包括所需零部件）現(xiàn)在可以完全國產(chǎn)化嗎？
可以的，目前我們承擔的高檔機床項目即是全國產(chǎn)零部件


杜: 每層熔敷金屬厚度多少？鍛壓變形厚度？是否有分層現(xiàn)象？
每層2-3mm，微鍛后1-1.5mm，無分層現(xiàn)象


sunny: 張老師好，3D打印后表面粗糙度達到多少？
微鑄鍛銑一體化與機械加工同等粗糙度


清路: 微鍛用的軋輥是什么材料？
軋輥的選材與沉積材料、材料硬度等有關(guān)


無根本不行: 打印件常用熱處理方式是什么呢
一般都是普通去應力退火，特殊要求的需要具體對待


Discovery: 原材料主要是絲材還是粉末，對應的規(guī)格如何？
主要是絲材，1.0 1.2 1.6都有，粉末我們也做


微不足道: 請問微鍛時的材料處于什么狀態(tài)？
剛凝固或半凝固


Qi Xiaopeng: 軋輥和熔池的距離有什么要求嗎
與材料屬性相關(guān)


? Discovery: 復雜流道結(jié)構(gòu)可以使用么？
微鑄鍛銑復合增材制造技術(shù)集成減材銑削，可以用于內(nèi)流道零件的成形


胡澤啟: 對于特殊材料，5CrNiMo，H13等可焊性差的材料，焊接成形過程中已成形部分是否需要保溫？是否會因上下溫差過大再次產(chǎn)生應力或變形開裂？
需要將成形部分整體保溫維持在一定的區(qū)間防止開裂


陵南皮皮俠: 層與層界面結(jié)合的力學性能和層中間有差異沒？
復合增材成形材料的力學性能在制造方向、空間分布上是相對均勻的，譬如低碳合金鋼三向強度差不超過20MPa