2021年7月15日，在今年7月的中俄青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)意大賽-網絡空間與先進制造產業(yè)決賽上，鑫精合的增材制造項目，《高性能復雜金屬結構件增材制造工程化項目》榮獲一等獎。在《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中也提到了“發(fā)展增材制造”。那么增材制造到底是一項什么樣的技術呢？

增材制造

增材制造或稱3D打印是一種“自下而上”材料累加的制造方法。在傳統(tǒng)的零部件制造過程中往往使用的是減材制造，比如木工在工作時會將木料切削、打磨成需要的形狀，這就屬于一種減材制造。

而增材制造則相反，增材制造是將材料(包括液體、粉材、線材或塊材等)自動化地累加起來成為實體結構的制造方法。

就像使用3D打印機時，材料是由下至上一層一層“打印”出來的，這就是一種增材制造。

增材制造的優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的減材制造中，為了切削出不同的形狀，往往需要多種刀頭、夾具配合使用，加工結構復雜的零件時就需要多道加工工序。

但增材制造技術則不同，由于不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具以及多道加工工序，利用三維設計數(shù)據就可以在一臺設備上快速而精確地制造出任意復雜形狀的零件，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。并且可以在較短時間內從模型樣件、原型試制發(fā)展到直接制造。

目前增材制造可用于航空航天、航海、核電、醫(yī)療、汽車、模具、高端工具等制造領域。

高性能復雜金屬結構件增材制造工程化項目

鑫精合的這個項目面向高端裝備和傳統(tǒng)制造轉型升級需求，以增材制造（3D打?。楹诵募夹g，綜合運用增/減材及等材制造工藝技術為基礎，實現(xiàn)大型復雜金屬結構件的增材制造工程化應用。解決大型復雜金屬零部件制造成本高、周期長、材料利用率低，以及制造過程穩(wěn)定性、一致性差等問題。

在此項目中所使用的核心技術如下：

1.激光增材制造技術：基于離散-堆積原理，采用高能量聚焦激光為能量源，根據待成形零件CAD模型分層切片信息規(guī)劃激光掃描路徑，金屬粉末經歷原位熔化、快速凝固、逐層沉積的過程，實現(xiàn)逐層造形，最終完成三維實體零件成形制造。

2.聯(lián)合制造技術：綜合運用增材制造、減材制造以及激光連接等制造方法，實現(xiàn)多種工藝各取所長、優(yōu)勢互補的新型智能制造技術?？梢源蠓档椭圃斐杀尽@著縮短制造周期，并能實現(xiàn)各種復雜的集成化或輕量化結構，全面提升產品性能和功能。

應用效果：

返回艙防熱大底鈦合金大框直徑近4m，如果采用聯(lián)合制造技術，材料利用率將提高67%，制造周期縮短50%。

大型鈦合金帶筋壁板框梁機身長度近7m，如果采用聯(lián)合制造工藝，原材料成本將降低40%，機加工成本減少50%，生產周期縮短近60%。

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