西北工业大学凝固技术国家重点实验室在激光立体成形技术方面取得重要研究进展——金属3D打印技术

西北工业大学凝固技术国家重点实验室主任黄卫东教授，作为激光立体成形技术研究团队的负责人在国内率先提出以获得极高(相当于锻件)性能构件为目标的激光立体成形技术构思(图1)，在大量国家重大重点项目的支持下，系统化研究此技术，并形成完整技术体系。其“高性能致密金属零件的激光立体成形理论、技术与装备”项目获得了2008年度陕西省科学技术一等奖。

图1 激光立体成形的科学与技术架构图

近年来，该技术在大型钛合金构件的激光立体成形研究方面取得重大突破，解决了其变形控制、几何尺寸控制、冶金质量控制、系统装备等方面的一系列难题，例如:试制成功C919大飞机翼肋TC4上、下缘条构件，该类零件尺寸达450 mm×350 mm×3 000 mm(图2)，成形后长时间放置，最大变形量小于1 mm，静载力学性能的稳定性优于1%，疲劳性能也优于同类锻件性能。针对专用于先进飞机结构件的激光成形修复装备，可修复尺寸达5 000 mm×600 mm×3 000 mm的零件。

图2 西北工业大学激光立体成形C919飞机翼肋缘条(左:上缘条;右:下缘条)

在激光立体成形工艺装备建设方面也取得重大突破，实现了我国商用激光立体成形工艺装备制造的零突破。图3是针对C919飞机大型钛合金构件制造所研发的LSF-V型激光立体成形与修复再制造商用装备。该技术的研究和应用还包括大型机械装备关键零件的高性能快速修复和口腔金属植入体的成形及医学临床研究。

图3 西北工业大学凝固技术国家重点实验室研制的LSF-V型激光立体成形与修复再制造商用装备