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国内3D技术最广为人知的应用是,我国首创用3D打印造飞机钛合金大型主承力构件,该技术成功应用于国产大飞机C919上。这一技术由北京航空航天大学激光增材制造技术团队研发。
该团队成员汤海波告诉记者,3D打印技术是“增材制造”技术的俗称,也称“增量制造”、“添材制造”、“添加式制造”技术,是指依据三维CAD建模,在计算机自动控制下通过材料逐层添加堆积的成形制造技术。相对简明通俗的可将3D打印技术分为“快速原型制造技术”和“高性能金属构件增材制造技术”两类。
其中,大型金属构件激光增材制造装备是发挥“变革性”的高性能金属激光增材制造技术巨大潜力的设备基础和必要手段,也是长期以来制约该先进技术发展的“瓶颈”之一。
汤海波所在团队自开展高性能金属激光增材制造技术以来,开展了其成套装备技术研发,历经17年持续研究和完善,提出了“外置型”大型金属激光增材制造装备新思路,发明了“高效气体充排—柔性密封”等系列核心关键技术,并自主开发出激光增材制造专用扫描路径生成软件、保障了制造零件的质量和性能。
经过5代系列科研型激光增材制造装备的研发,激光增材制造数十种钛合金、超高强度钢大型复杂关键金属零件在大型运输机、舰载机、C919大型客机、歼击机等多型飞机中装机应用,并多次作为“唯一方案”解决研制“瓶颈”,发挥了不可替代作用,同时使我国成为迄今世界上唯一掌握高性能大型金属零件激光增材制造技术并实现工程应用的国家。
汤海波表示,北京市科委高度重视和支持高性能金属激光增材制造技术的发展,2012年以来北京市科技计划重点项目“大型高性能金属零件激光增材制造装备样机研制”旨在开发具有自主知识产权、引领高端装备制造业的激光增材制造装备样机,2013年继续资助该装备的系列化、工程化发展。