摘要
近日，中钢国际子公司武汉天昱智能制造有限公司（简称"天昱智造"）运用自主核心技术——金属3D'微铸锻'技术，成功制造出应用于船舶的泵喷推进器桨叶，实现复工复产后的首"智造"！
01
复工复产后的首"智造"
2020年年初，天昱智造成功对接某船舶制造企业，负责为其提供泵喷推进器桨叶。项目启动后不久遇新冠疫情，但在天昱智造首席科学家张海鸥的带领下，整个研发团队坚持"科研不按暂停键"，围绕建模、参数优化等开展了一系列研究工作。
自有序复工复产以来，天昱智造的技术研发团队便开启了"驻扎车间"的工作模式，在短短15天内，凭借"金属3D'微铸锻'技术"，成功打印出泵喷推进器桨叶。该桨叶选用不锈钢316L原材料，成型尺寸达到直径0.6米、高度1米、总重量160千克。
天昱制造研发人员进行设备调试
泵喷推进器主要应用于船舶等领域，是船舶航行的重要动力装置，而桨叶作为泵喷推进器重要组成部分，具有叶型不规则、叶片不等厚且渐变等特征，因此对制造提出了极高的要求。
运用天昱智造核心技术打印出的泵喷推进器桨叶，不仅破解了"复杂曲面结构同步增减材复合制造"的难题，更实现了绿色制造。天昱智造首席科学家张海鸥表示："这次成功打印出的泵喷推进器桨叶，生产周期较传统方式缩短了50%，整体能耗节省近60%，真正实现了绿色高效的短制造流程。"
产品验收与测试结果显示，天昱智造打印出的桨叶，在抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等力学性能上得到了大幅提升，制造精度差由以前的0.5mm提高到0.1mm。该产品有望为船舶航行提供更为强劲、稳定的"中国动力"。
泵喷推进器示意图，图源网络
02
金属3D'微铸锻'技术
颠覆性原始创新
金属零部件制造方式经历了三个主要发展阶段——等材制造、减材制造和增材制造(又称"金属3D打印")，其中前两个阶段均属于传统制造领域。
☞ 等材制造：通过铸、锻、焊等方式生产制造产品，材料重量基本不变，已有3000多年历史。
☞ 减材制造：出现在工业革命后，是使用车、铣、刨、磨等设备对材料进行切削加工，以达到设计的形状，距今也已有300多年的历史。
☞ 增材制造：又称金属3D打印，诞生于上世纪90年代，与前两类传统方式截然不同，它是一种"自下而上"、通过材料累加的全新制造方法。也正是因为这一实现"从无到有"制造方法的问世，让受传统方式制约而无法实现的复杂结构件制造，从不可能变成可能。
天昱智造高品质复杂形状大型构件微铸锻铣复合制造设备
虽然金属3D打印已经在传统制造方式上取得了极大突破，但仍然存有"痛点"——一是没有经过锻造，金属抗疲劳性严重不足；二是制件性能不高，难免存在疏松、气孔和未熔合等缺陷；三是大都采用激光、电子束为热源，成本高昂。也正因为这些问题的掣肘，金属3D打印虽然在中小尺寸零部件制造中存在优势，但在大尺寸零件制造上仍然无法和大型锻压机相媲美，因此无法进入大型复杂零件的高端应用。
针对这一状况，华中科技大学特聘教授、天昱制造首席科学家张海鸥带队潜心攻关，经过二十年不懈努力，成功研发出"金属3D'微铸锻'技术"，创造性地将金属铸造、锻压技术合二为一。该技术技术完全改变了传统机械制造长期依赖巨型锻机、长流程重污染的模式，不仅突破了现有3D打印金属零件疲劳性能和可靠性难及锻件的"卡脖"难题，也将过去必须由工业"大象"完成的任务，轻松交由智能化的工业"蚂蚁"操作完成。
截至目前，天昱制造已凭借这一技术，成功与欧洲空中客车、美国GE、中国航发、中国商飞、中国铁路、中国建筑等大型集团及其所属机构合作开发了一系列高端金属零部件。
天昱智造合作伙伴
当今，航空航天、船、海洋工程、高铁、汽车、石化、冶金等多项支柱产业领域，都需要各种复杂的大型机械零部件；而传统机械制造方式已经越来越无法满足这些零部件的要求，甚至制约了部分先进装备制造的发展，制造产业的技术变革和优化升级势在必行。金属3D打印作为一项前沿性的先进制造技术，已成为全球新一轮科技革命和产业革命的重要推动力。
天昱智造成功打印出泵喷推进器桨叶，是金属3D打印"微铸锻"技术的又一次验证，也是该技术向开辟机械制造绿色新时代迈出的新步伐。
扫一扫
