(全媒體記者 王平 賈秋敏)近日,一則從“光谷”傳來的消息讓我國科技界大為振奮:華中科技大學(xué)張海鷗教授成功用3D打印技術(shù)打印出“活塞桿輪軸”,這是全球首款3D打印飛機起落架的主體部分,這項技術(shù)對傳統(tǒng)的制造技術(shù)實現(xiàn)了顛覆性突破。張海鷗教授祖籍是靖江。
近年來,3D打印技術(shù)備受國際制造業(yè)青睞。過去的金屬3D打印機設(shè)備沒有鍛造環(huán)節(jié),打印出的金屬零件普遍存在易產(chǎn)生裂縫、變形等缺陷,導(dǎo)致打印出的金屬零件一直處于實驗室研究狀態(tài),無法真正商用。2019年,張海鷗團隊研發(fā)出世界首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“鑄鍛銑一體化”3D打印新型工業(yè)母機,將“鑄鍛銑”融為一體,克服了之前常規(guī)機床生產(chǎn)中“鍛鑄分離”、3D打印中“有鑄無鍛”等問題,實現(xiàn)了對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。
當(dāng)前,全球只有中、美、俄和歐盟能制造大型飛機起落架,張海鷗團隊所在的武漢天昱公司是世界首個能使用3D打印大飛機最大承力零部件的公司。據(jù)介紹,3D打印飛機起落架項目從2018年開始立項,到2022年6月突破了全部關(guān)鍵技術(shù),前后歷時5年。飛機起落架傳統(tǒng)的制造工藝需要先熔再鑄錠,然后加熱鍛造,成品率不高,對材料的浪費極大。飛機起落架一般采用高強度鋼制造,每噸價格近百萬元,是普通鋼材價格的200倍?!?D打印飛機起落架,只需用到傳統(tǒng)制造工藝的10%的材料,不僅降低成本而且還減少污染,經(jīng)檢測,強度、斷裂韌度超過傳統(tǒng)工藝制造的鍛件?!睆埡zt介紹。
飛機起落架的打印主要是工藝、溫控和變形技術(shù)的運用。溫度忽高忽低容易給打印件造成裂紋,必須確保在某一個溫度下進行打印,溫控越準越不易出現(xiàn)裂紋。張海鷗帶領(lǐng)團隊經(jīng)過上千次的試驗,最終成功找到合適的打印溫度。
張海鷗教授是我市原團結(jié)鄉(xiāng)人,今年68歲,是靖江籍中國工程院院士、機器人技術(shù)專家張啟先的親侄兒。他1955年出生在武漢,從小接受了良好的教育,后又兩度赴日本留學(xué)。在日本留學(xué)期間,張海鷗率先開發(fā)“熔射制造表面帶天然飾紋的不銹鋼和超硬合金模具技術(shù)”而獲東京大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位,并作為中國學(xué)者首次獲得日本模具技術(shù)協(xié)會獎。后來,華中科技大學(xué)特地從東京大學(xué)引進張海鷗到機械科學(xué)與工程學(xué)院,張海鷗也因此開啟了為國科研的歷程。這些年,針對金屬3D打印中的世界性難題,張海鷗教授帶領(lǐng)研究團隊潛心攻關(guān),經(jīng)過持續(xù)不懈的努力,發(fā)明了“智能微鑄鍛”等3D打印技術(shù),并致力推進產(chǎn)業(yè)化,實現(xiàn)了首超西方的邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新。
張海鷗教授的另一個身份是武漢天昱公司首席科學(xué)家。在張海鷗看來,隨著技術(shù)的不斷成熟,3D打印涉及的領(lǐng)域也將不斷拓寬,從航天航空到船舶制造都將得到廣泛應(yīng)用。他預(yù)計,未來5年內(nèi)可形成千億級的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。