近日，3D打印的大飛機(jī)承力框在武漢光谷面世。華中科技大學(xué)靖江籍教授張海鷗成功運(yùn)用3D打印技術(shù)首次為C919大飛機(jī)打出高強(qiáng)鋁合金“骨架”，它是繼飛機(jī)起落架后，3D打印出的又一用在飛機(jī)試制上的大型部件。此前，張海鷗教授在全球率先3D打印出飛機(jī)起落架，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)制造技術(shù)的顛覆性突破。

據(jù)了解，承力框在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中起著非常重要的作用，所用的材料和加工工藝一直是飛機(jī)研制的重點(diǎn)。過去，飛機(jī)承力框制造工藝需要先熔再鑄錠，然后加熱鍛造，對材料的浪費(fèi)極大。傳統(tǒng)的金屬3D打印沒有鍛造環(huán)節(jié)，打印出的金屬零件易產(chǎn)生氣孔、裂縫等缺陷，難以真正商用。

2018年，張海鷗教授團(tuán)隊(duì)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(jī)，將“鑄鍛銑”融為一體，克服了常規(guī)機(jī)床生產(chǎn)中“鍛鑄分離”、3D打印中“有鑄無鍛”等問題，并打印出世界上第一個(gè)3D打印鍛件。“‘鑄鍛銑一體化’3D打印技術(shù)就像‘三合一廚房’，把鑄造、鍛造、銑削等3個(gè)最關(guān)鍵的步驟合為‘一鍋出’，邊堆金屬邊捶打邊成型，就像揉面團(tuán)越揉越勁道，造出的零件比傳統(tǒng)鍛造的更結(jié)實(shí)耐用?！睆埡ｚt介紹。

作為大型金屬鍛件，承力框、起落架等打印難點(diǎn)主要集中在工藝、溫控和變形技術(shù)上。經(jīng)過上千次的試驗(yàn)，張海鷗教授團(tuán)隊(duì)最終找到合適的打印溫度。經(jīng)檢測，其強(qiáng)度也超過傳統(tǒng)工藝制造的鍛件產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)綠色、高效、低成本。此次3D打印的飛機(jī)承力框是工業(yè)和信息化部預(yù)研項(xiàng)目中的產(chǎn)品，也是首次為C919大飛機(jī)打印的高強(qiáng)鋁合金“骨架”，目前已通過多層級專家驗(yàn)收，完全達(dá)標(biāo)。

張海鷗教授是我市原團(tuán)結(jié)鄉(xiāng)人，今年69歲，是靖江籍中國工程院院士、機(jī)器人技術(shù)專家張啟先的侄子。他從小接受了良好的教育，后兩度赴日本留學(xué)。在日本留學(xué)期間，張海鷗因率先開發(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(jiǎng)。后來，華中科技大學(xué)特地從東京大學(xué)引進(jìn)張海鷗到機(jī)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(tuán)隊(duì)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(jìn)產(chǎn)業(yè)化，實(shí)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(gè)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(jì)，未來5年內(nèi)可形成千億級的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。