上海探真曾曉雁：激光金屬增材技術是航空航天領域中的變革性技術

2021年10月14日至15日，由上海市增材制造協(xié)會、中國航發(fā)上海商用航空發(fā)動機制造有限責任公司聯(lián)合主辦的“中國航空航天增材制造技術發(fā)展論壇”在上海滴湖舉辦。上海探真激光首席科學家、華中科技大學教授曾曉雁在本次論壇上發(fā)表了題為“激光增材制造金屬零部件：航空航天工業(yè)中變革性的智能制造技術”的主旨報告。

△上海探真激光首席科學家、華中科技大學教授曾曉雁

曾教授在報告中介紹了激光選區(qū)熔化增材制造技術與裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢、激光增材制造技術面臨的機遇和挑戰(zhàn)等內(nèi)容。

通過對電弧熔絲、電子束熔絲、電子束選區(qū)熔化、激光直接成形、激光選區(qū)熔化五種常用的金屬增材制造技術的對比，曾教授認為激光選區(qū)熔化（SLM）過去是、未來依然是最主流的金屬零部件增材制造技術。

對比來看，激光選區(qū)熔化具有諸多的優(yōu)勢，比如打印精度高、后續(xù)機加工量小等。但同時也存在一些缺點，比如打印速度慢、成形尺寸小等。為了解決這些問題，SLM技術與裝備正朝著大尺寸成形缸、多光束同時成形方向發(fā)展。

金屬3D打印設備主要的技術路線包括以下三種：

• 長焦距f-θ場鏡；
• 單臺激光振鏡沿著不同加工區(qū)域移動；
• 多鏡拼接并行掃描——成為大尺寸SLM成形技術裝備的主流方向
  

為了解決上述技術問題，2015年，華中科技大學在國際上率先研制出四激光束SLM原型設備；2018，上海探真將相關技術發(fā)揚光大，開發(fā)出尺寸更大的SLM裝備。設備配備了4個1000W的激光器，打印成形尺寸可以達到500*500*1000mm。

之后，曾教授橫向?qū)Ρ攘藬?shù)控機床行業(yè)、鑄造行業(yè)和增材制造行業(yè)。根據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年全球數(shù)控機床行業(yè)的總規(guī)模達到1492億美元，2019年中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)總規(guī)模達3270億元。2019年，中國鑄造產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值約為6000億元。而2019年，全球增材制造市場規(guī)模僅為118.67億美元。曾教授表示：增材制造距離主流制造技術還有相當長的距離，與數(shù)控機床和鑄造行業(yè)相比，增材制造的市場規(guī)模僅占比1%左右。

當前SLM技術面臨著機遇與挑戰(zhàn)，全球的研究機構(gòu)及公司都在努力提出自己的解決方案。如何有效提高成形效率，降低金屬3D打印機的使用成本，仍然是競爭的核心與焦點。

在隨后的采訪中，曾教授向南極熊透露：“目前上海探真主要專注于裝備研發(fā)、生產(chǎn)，團隊有70多人。除了對外銷售設備之外，也對航空航天、醫(yī)療、電子等領域展開打印服務，服務質(zhì)量也得到了同行的高度認可。此外，上海電氣內(nèi)部也將這項技術用于汽輪機、燃氣輪機葉片等核心零部件的制造。同時，上海電氣也意識到SLM技術是一個非常有前景的方向，將投入更大的精力和人力、物力、財力來發(fā)展這項技術。通過華中科技大學與上海探真的產(chǎn)學研結(jié)合，將能夠更好的發(fā)揮雙方的優(yōu)勢。”
對上海探真金屬3D打印機感興趣，申請產(chǎn)品資料PDF文件

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