超大3D打印鈦合金復雜零件試制成功

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科技日報訊 (記者趙漢斌)經過200多個小時的持續工作，一個接近設備成形空間極限的超大尺寸鈦合金復雜零件9月7日在昆明理工大學增材制造中心試制成形。這也是迄今為止使用激光選區熔融方法成形的最大單體鈦合金復雜零件。

激光選區熔融是金屬3D打印方法的一種，它以激光為熱源，依照零件離散后的形狀數據對鋪好的金屬粉末進行掃描，使金屬粉末逐點熔化堆積，實現金屬零件直接制造。通過這種方法制造出的金屬零件力學性能優良、表面質量和尺寸精度高，是金屬3D打印領域的研究熱點。由黎振華教授研究組制作的這個鈦合金復雜零件，尺寸達到250×250×257毫米，零件及支撐總量超過21千克。

據介紹，鈦合金具有優異的機械性能和耐腐蝕性能，在航空航天、化工、醫療等領域應用廣泛。在金屬激光3D打印過程中，會產生很高的殘余應力，復雜結構零件成形時的應力變形、開裂等問題，一直是金屬3D打印面臨的最大挑戰，鈦合金激光3D打印時，這些問題更為突出。黎振華教授及其合作團隊在粉末及成分控制、構件結構與位置優化、支撐設計與應力釋放、遠程監控等方面開展了大量前期工作，最終確定了試驗方案，為完成大型復雜鈦合金零件打印積累了寶貴的經驗。

昆明理工大學增材制造中心近年來在航空航天、醫療、模具等領域的3D打印研究方面取得了長足進展。目前，每年有5700余名本科生進入這個制造中心學習和開展創新活動;在中心從事研究的專業技術人員及博士、碩士研究生達50余人。