马云|世界首台铸锻铣一体化3D打印数控机床研发成功
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【马云|世界首台铸锻铣一体化3D打印数控机床研发成功】近日 ， 由华中科技大学机械学院张海鸥团队承担的 “高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项进入验收阶段 。 基于该专项 ， 团队成功研发出世界首台具有自主知识产权的铸锻铣一体化3D打印数控机床首次实现了连续铸锻同步工艺 ， 将重点应用于航空发动机制造领域 。
数控机床是打造高端制造业核心竞争力的关键 ， 被《中国制造 2025》列入“加快突破的战略必争领域” ， 且关系到基础制造产业安全与国家战略安全 。 即使在全球一体化的今天 ， 欧美等西方国家和日本仍对中国实行关键设备和数控系统出口限制和监督使用 ， 并且越发严格 。 振兴民族产业 ， 提升国产数控复合制造装备整体竞争力势在必行 。
2019年2月 ， 武汉天昱智能制造有限公司、武汉重型集团有限公司、华中数控股份有限公司等单位共同申报了 2019 年度“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项 。 基于该专项 ， 张海鸥团队开创性地采用微铸、微锻、铣、磨在一台数控机床上同工位集成 ， 促进了具有自主知识产权、不受制于人的国产数控复合制造装备和数控系统的产业化发展 。
工业“大象”的任务交“蚂蚁”来做
“传统工艺的铸造、锻造、铣削是分别完成的 ， 直到用了这台机器 ， 才实现了一体化 。 ”张海鸥介绍 ， “我们可以把制作精密复杂零部件想象成包饺子 。 和面、擀皮、包饺子等各个环节都不能出问题 ， 否则可能一煮就破 。 破了的饺子还能吃 ， 但零件‘露馅’了只能也必须报废 。 ”而铸锻铣一体化3D打印数控机床 ， 不仅破解了在复杂曲面构建上同时进行打印增材、等材变形与铣削减材在同一装备上集成制造的核心难题 ， 也将过去必须由工业“大象”完成的任务 ， 轻松交由智能化的工业“蚂蚁”操作完成 。
中航飞机股份有限公司作为应用单位 ， 在验收报告中评价：微铸锻快速制造技术在飞机复合材料成形具制造方面具有明显的周期和成本优势 。 现有的制造技术尚难以满足飞机研制中气密 ， 复杂 ， 大型复合材料模具快速制造的要求 。 采用华中科技大学张海鸥团队的金属零件微铸锻合一快速制造新技术 ， 一次成功试制了飞机复合材料成型模具 。 克服了制造气密、复杂、大型磨具难度大、成品率低 ， 周期长的瓶颈问题 ， 制造周期缩短1／2到1／3 ， 是此类高性能模具的发展方向 。
2020年4月14日 ， 湖北省机械工程学会召开了由华中科技大学完成的“金属锻件微铸锻原位复合增材制造技术与装备”科技成果鉴定会 。 经质询和讨论 ， 鉴定委员会认为:该项目整体技术居于国际领先水平 。
近年来 ， 团队相继成功打印出大型飞机航空发动机的高温合金机匣、铝合金机匣、钛合金叶轮等高端装备构件 。 提升了相关领域对国产数控复合制造装备的信赖程度 ， 促进了我国大型先进飞机发动机自主研制的跨越式发展 ， 有望成为航空制造领域早日全面实现“中国心”的破题之术 。
华中大“居里夫妇”：做“中国制造”的“热血战士”
1998年 ， 张海鸥和妻子王桂兰在日本东京大学完成学业后回国 ， 共同任教于华中科技大学 。 2009年 ， 张海鸥开始构想让金属3D打印制件具备锻件性能 ， 从而应用于高端领域 。 “很多同行在这里受阻 。 ”张海鸥偏偏去挑战一个大家都觉得不能完成的事 ， 希望在金属3D打印中加入锻打技术 。
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