超大3D打印钛合金复杂零件在昆明理工大学诞生

简介

9月7日,经过200多个小时的持续工作,一个接近设备成形空间极限的超大尺寸钛合金复杂零件在昆明理工大学增材制造中心试制成功。该钛合金复杂零件尺寸达250 mm×250 mm×257 mm,零件及支撑总质量超过21 kg,是迄今为止利用激光选区熔融方法成形的最大单体钛合金复杂零件。激光选区熔融是金属3D打印方法中的一种,它以激光为热源,依照零件离散后的形状数据对铺好的金属粉末进行扫描,使金属粉末逐点熔化堆积,实现金属零件直接制造。通过这种方法制造出的金属零件力学性能优良、表面质量好、尺寸精度高,是金属3D打印领域的研究热点。但是,在金属激光3D打印过程中,会产生很高的残余应力,复杂结构零件成形时的应力变形、开裂等问题,尤其是激光3D打印钛合金时,这些问题更为突出。为此,昆明理工大学黎振华教授及其合作团队在粉末性能控制、构件结构与位置优化、支撑设计与应力释放、远程监控等方面开展了大量前期工作,并最终确定试验方案,为完成大型复杂钛合金零件打印积累了宝贵的经验。