近日，華中科技大學(xué)張海鷗教授團隊采用自主專利技術(shù)“金屬微鑄鍛銑同步復(fù)合增材制造技術(shù)”，成功制造大型泵噴推進器槳葉，實現(xiàn)了復(fù)雜曲面構(gòu)件增-等-減材復(fù)合的一體化快速制造，該槳葉選用不銹鋼316L原材料，成型尺寸達到直徑0.6米、高度1米，總重量160千克，一次性制造成功。

圖1 泵噴推進器槳葉

該項目通過驗收與測試，微鑄鍛銑復(fù)合制造的構(gòu)件產(chǎn)品相比傳統(tǒng)鑄造方式，制造周期制造縮短2/3，大幅度的提升了構(gòu)件的力學(xué)性能，制造精度差由0.5mm提高到01.mm，沒有檢測到鑄造缺陷如氣孔、裂紋。而傳統(tǒng)鑄造多采用粉材及大功率激光及真空電子束，成形效率低、制造成本高、一次成功率低, 且因未經(jīng)熱鍛，組織多為鑄態(tài)柱/枝狀晶，冶金缺陷與組織性能不均難以避免,性能難及鍛件。

 微鑄鍛銑復(fù)合制造的構(gòu)件顯著減輕零件內(nèi)部各向異性，獲得高強韌性，大幅度的提升零件的疲勞壽命和可靠性；省去大型鑄鍛設(shè)備，將裝備長流程、重污染、耗資源的鑄鍛焊多單元分離制造集成至一個輕裝短流程省資源綠色制造的單元內(nèi)完成，實現(xiàn)了高性能、高效率、低成本的制造方式。

張海鷗教授帶領(lǐng)研究團隊潛心攻關(guān)，經(jīng)二十年不懈努力，率先探索短流程綠色制造新方法新原理，獨創(chuàng)新工藝、新機構(gòu)與新裝備，發(fā)明了“金屬微鑄鍛銑同步復(fù)合增材制造技術(shù)”，變革了國內(nèi)外鑄鍛銑分離的傳統(tǒng)制造模式，“鑄鍛復(fù)合，邊鑄邊鍛”得到超細等軸晶鍛件，顛覆了國內(nèi)外認為 3D 打印不能直接制造鍛件的傳統(tǒng)認知，實現(xiàn)了用一臺鑄鍛銑復(fù)合裝備短流程整體制造大型復(fù)雜高端鍛件的重大創(chuàng)新與突破，完成了在國際范圍內(nèi)從跟跑到領(lǐng)跑的歷史性跨越，開辟了全球領(lǐng)先的短流程周期、單機輕載、省材節(jié)能、高效低成本的綠色制造新模式。創(chuàng)制了現(xiàn)有技術(shù)難以得到的無織構(gòu) 12 級均勻超細等軸晶，鈦合金、高溫合金、超高強鋼等典型航空材料力學(xué)性能全面超過傳統(tǒng)鍛件。

 圖2高品質(zhì)復(fù)雜形狀大型構(gòu)件微鑄鍛銑復(fù)合制造設(shè)備

據(jù)了解，由于技術(shù)的獨創(chuàng)性、先進性，中鋼集團經(jīng)華中科技大學(xué)專利實施許可，投資5000 萬成立了武漢天昱智能制造有限公司，建立了 3000平方米金屬零件增材制造基地，研制大型復(fù)合制造設(shè)備 3 臺（5.8m×4.2m×1.5m）。通過進一步投資加速技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、市場開拓及融資，可打造國際一流金屬 3D 打印企業(yè)，在國內(nèi)外航空航天、先進兩機、艦船海工、能源交通、武器裝備等領(lǐng)域占據(jù)金屬 3D 打印市場大份額，預(yù)計在 5-10 年內(nèi)可形成數(shù)百億元市場規(guī)模，有利促進我國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變，具有極大的產(chǎn)業(yè)價值。