華曙高科3D打印助哈爾濱工業(yè)大學(xué)新型材料研發(fā)取得多項(xiàng)成果

來源：華曙高科

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院是哈工大歷史非常悠久的院系，是全國首批碩士點(diǎn)（1981）和博士點(diǎn)（1986）學(xué)科、首批（1987）博士后流動(dòng)站、首批（1998）一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)單位，雙一流學(xué)科，2007年被評(píng)為國家首批一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，學(xué)院機(jī)械工程學(xué)科在全國第四輪學(xué)科評(píng)估中獲評(píng)A+檔。

近年來，哈工大機(jī)電工程學(xué)院采用華曙高科開源金屬增材制造解決方案FS271M，聚焦國家重大需求，立足航天、服務(wù)國防、面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，開展了一系列科研工作，其中包括：增材制造及精密加工技術(shù)研究、新型高強(qiáng)鋁制造技術(shù)研究、新型高強(qiáng)鋁納米復(fù)合材料先進(jìn)模擬與成型技術(shù)研究等，解決了尖端、精密部件國外壟斷難題。

與此同時(shí)，哈工大機(jī)電工程學(xué)院博士生導(dǎo)師于天宇教授入選國家高層次人才青年項(xiàng)目，在增材制造領(lǐng)域主持過自然青年，科技部外專項(xiàng)目，留學(xué)基金委加拿大高層次人才培養(yǎng)項(xiàng)目10余項(xiàng)，并發(fā)表高水平SCI 論文30余篇，1區(qū)Top16篇。

對(duì)研發(fā)型用戶而言，可成形材料范圍、工藝參數(shù)豐富性和開放性、關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備穩(wěn)定性等都是其重點(diǎn)考慮的因素。2015年，華曙高科推出了開源金屬增材制造系統(tǒng)FS271M，該設(shè)備在海內(nèi)外航空航天、汽車、醫(yī)療、模具、教育等行業(yè)的單一機(jī)型裝機(jī)量超100臺(tái)，其參數(shù)開源、人機(jī)友好、操作便捷、高效成熟等優(yōu)勢(shì)獲得了產(chǎn)業(yè)化用戶的一致好評(píng)。

在雙一流學(xué)科經(jīng)費(fèi)支持下，我們通過廣泛市場(chǎng)調(diào)研，配置了華曙高科金屬3D打印設(shè)備FS271M，它參數(shù)開源，運(yùn)行穩(wěn)定，激光功率可達(dá)450W，打印的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)工件品質(zhì)穩(wěn)定，比強(qiáng)度優(yōu)異，為我們的科研工作提供了強(qiáng)有力的支持。

——于天宇教授

△華曙高科金屬3D打印系統(tǒng)FS271M在哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院穩(wěn)定運(yùn)行多年。

隨著航空航天、汽車工業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)品復(fù)雜化、個(gè)性化趨勢(shì)明顯，傳統(tǒng)制造方法很難滿足航空航天中晶格、內(nèi)流道等復(fù)雜形狀模型的制造需求，新型復(fù)合材料亟待向著更高設(shè)計(jì)制造自由度的方向發(fā)展。而金屬增材制造技術(shù)適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)的快速制造，能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制、縮短制造周期，以及航空航天領(lǐng)域高附加值產(chǎn)品的制造。

△基于華曙高科金屬3D打印技術(shù)的SLM多壁碳納米管增強(qiáng)AlSi10Mg研究

在科研過程中常需要連續(xù)打印多個(gè)或多批樣品，加之結(jié)合研究場(chǎng)景中不同的金屬粉末配比，若出現(xiàn)成形樣品缺陷，會(huì)嚴(yán)重影響研究結(jié)論的客觀準(zhǔn)確性。哈工大機(jī)電工程學(xué)院采用FS271M設(shè)備，在鋁合金納米復(fù)合材料塑性本構(gòu)模型、增材制造成形機(jī)理、摩擦磨損性能、微觀組織與機(jī)械性能智能預(yù)測(cè)方面開展了前期工作，正在合作開展鋁合金相場(chǎng)模擬仿真研究，F(xiàn)S271M打印樣品穩(wěn)定、一致性高的特點(diǎn)為多場(chǎng)景、多維度的檢測(cè)和比對(duì)提供可靠依據(jù)，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表的相關(guān)論文被橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、盧秉恒院士團(tuán)隊(duì)、魯汶大學(xué)、斯洛伐克國家科學(xué)院采納。

△24種20mm邊長點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)增材制造圖

2020年，華曙高科發(fā)布了FS271M全面升級(jí)換代產(chǎn)品——FS273M, 它承襲了FS271M 的開源和優(yōu)良品質(zhì)，增加了雙激光配置，并專為科研用戶開發(fā)了大小缸配置，小缸進(jìn)行材料開發(fā)，大缸進(jìn)行零件試制，左右激光光斑一大一小，光斑尺寸連續(xù)可調(diào)，不僅能幫助科研用戶降低使用成本，還能達(dá)到最佳打印效果，獲得科研用戶認(rèn)可好評(píng)。

目前，華曙高科已與中南大學(xué)、北京理工大學(xué)、四川大學(xué)等全球50余家知名高校合作，共同推動(dòng)3D打印創(chuàng)新。

2022年11月1日，華曙高科將攜手哈爾濱工業(yè)大學(xué)、聊城大學(xué)及合作伙伴，舉辦“3D打印+教育，共創(chuàng)新價(jià)值——華曙高科線上研討會(huì)”，聚焦金屬和高分子3D打印在教育行業(yè)的創(chuàng)新和應(yīng)用，解讀高校增材制造智能化、3D打印實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、人才培養(yǎng)等熱點(diǎn)話題。