金属3D打印有多牛？国产大飞机率先用上了

来源：潇湘晨报

9月18日，“四川省创新驱动发展两院院士四川行”活动在成都举行。当天下午的先进材料与装备制造专题对接会上，中国工程院川籍院士王华明走上讲台，为大家分享重大装备高性能大型关键金属构建增材制造技术及其影响。

王华明发言声音不大，但一开场他抛出的观点就吸引了在座装备制造从业者们的注意。“受传统冶金/成形技术‘原理性’制约，大型关键金属构件制造能力以接近极限”。

他举例，即便采用当今世界最大的8万吨锻造机锻造钛合金零件，其最大尺寸也不超过5平方米。

如何突破高性能复杂合金大型关键构件几何尺寸和材料性能的天花板，是公认的世界性难题。

2000年，王华明和科研团队进入增材制造领域，另辟蹊径攻关钛合金、超高强度钢等高性能金属大型关键构件激光增材制造技术，也就是通常所说的“金属3D打印”技术。

其基本原理是用激光瞬间将金属熔融，随后快速冷却凝固结晶，这样一层一层地熔化凝固堆积，就能打印出质地致密、晶体细小、成分均匀的大型金属构件。

这项技术有多牛?王华明说，利用“金属3D打印”，无需配置大型铸锻等重工业设施，省料省工、短流程、低成本。

他以国产大飞机C919为例。大屏幕上，王华明晒出了一张团队和C919机头主风挡窗框的合影。“这个部件刚好用到了我们的大型钛合金构件激光增材制造技术。”

他对比，用传统的锻造技术制造这个挡窗框，耗时2年，光打造模具费用就达到1300万;在“金属3D打印”的加持下，制作周期缩短至2个月，总费用不到200万元。

2013年，王华明团队的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”获2012年度国家技术发明奖一等奖。

不止C919大飞机，王华明团队还曾参与了运-20大飞机，歼-15、歼-31等新型战斗机钛合金部件制造。

尽管应用前景广，目前高性能大型关键金属构件的增材制造技术依然面临四大瓶颈。王华明说，“大量前沿科学问题和核心技术有待潜心研究。”由于这项技术热应力控制难、内部质量控制难、工艺过程控制难、应用基础研究难，目前国际上关键技术尚未突破、工程应用还没实现。