颜永年:金属3D打印技术需要和传统工艺相结合



颜永年:我报告的题目内容有以下几个方面:

第一:金属3D打印有多少种、常用的是哪些、和我们关系密切的是哪些?

第一种是SLS。先看一些案例:同轴送粉和偏轴送粉的熔覆,激光从轴心下来,粉末呈一个角度作用下来。激光在中间,气体在下面,要聚焦在下面一点。可以看到五轴联动机器人熔覆的灵活性非常好。我们设计了一台熔覆机床,主要是为球阀表面的强化,可以做出两米直径的球;这个机床我们生产了一台,销售了一台。还有高铁轮对的熔覆,对高铁轮对的熔覆很有好处。这是对轧辊轴的熔覆。

第二种是SLM。熔化和烧结其实原理一样只是功率不一样。我们公司做的一些案例有冷却流道、为长虹集团做的注塑模、用钛合金材料模仿生物医药应用的东西、批量生产的商业化工业SLM产品以及科教领域推出的多功能SLM设备。为什么要开发多功能?从商业目的来看不是太值得,但是从发展3D打印、帮助教育、科研和培训的角度,我认为多能功能是很有价值的,它可以减少使用者的投资,围绕这个目的开发了一型二型的多功能设备。

第三、四种分别是EBAM和EBSM。现在美国CRK公司EBAM可做到很大的成型量。EBSM的成型箱和电子箱在一起,真空处理很困难。我们学校04年做的EBSM,当时应该是比较早的一台。这个体积超大型的是EBAM,打印尺寸可达6m*1.2m。这些为3D打印未来的发展提出了很好的案例,我认为3D打印要用大功率,所以我们要把3D打印的成型量及熔覆量往大功率发展。

第二:金属3D打印从制造科学、材料成型学、制造一个零件的角度来看有什么不足?

前面介绍的3D打印都是液固转变,就是凝固,一个熔池变成固态,我们叫液到固的转变。如果液固转变做得好很容易做到平衡冷却和快速细化,不存在偏析,因为锻造大型的东西,偏析是一个很头痛的问题,所以很小的熔池很容易做到断裂极限,使流动极限能大幅度提高。超过铸造、接近锻造很容易,也能做到,但是还有先天不足。它不是一种非凝固的固态到固态的转变,而是液固的转变。

美国一个公司有一个试验:最后一项很不稳定,前面也不是每一次都达到,这个现象很多搞3D打印的人没有去应对,在高温下重系的结晶,因为是流动状态,必须有大量的技术流动,才能把这个东西加上去,才能使冲击韧性达到要求值;我们不能只看到强度可以了,还要看到属性、冲击的热性,这是3D打印技术上的不足之处。

第三:3D打印需要和传统工艺相结合。

传统的结合为什么重要?我引用华盛顿邮报的一个报道:“技术创新带来的实际经济收益不会源自那些眩目的想法,而是源自正在趋于成熟的新兴技术与传统技术的巧妙结合”,这句话说得非常清楚,怎么结合呢?我认为是跟锻造、挤压相结合。就如跟德国的格林公司合作,推出用于高档汽车轻量化的熔覆再进行珩磨,并和熔覆挤压结合,固固转变,动态再结晶,就可使产品没有偏析、冲击韧性提高、熔覆提高;再通过挤压提高塑性、韧性,最终获得达标的产品。

我们有一个核电主管道,我们对它进行了很多的模拟试验,也用过粉末成型,虽然目前还未实现,但我认为是可以实现的。用喷头作出的变件成型:把中间体垂直熔覆与挤压相结合,结果试验以后出现很多问题。我昨天就此问题跟GE公司的交流,我认为熔覆锻造需要进一步的发展,对像核锅炉这样几百吨的东西,不可能全部熔覆完了再锻造,因为没有那么大的设备锻造,必须边熔覆边锻造。我们说的单元熔覆锻造需要熔覆和锻造反复进行。我们国家在全世界做的7654工程、700吨钢水、600吨钢锭、500吨铸件、400吨锻件,我们能不能用3D打印技术,把一个核锅炉从四年缩短到一年?这是我们努力的方向。

更多行业资讯信息,请关注3D打印在线(news.3d2013.com)或扫描下方二维码哦

 



上一篇:张丹清:金属3D打印材料应用性能及缺陷概述
下一篇:Graham Tromans:在2014年它整个的支出是41亿美元,到2020年估计会达到210亿美元


【本文仅代表作者看法,如有不同观点,欢迎添加3D打印在线微信号(dayinzaixian)进行讨论交流。尊重别人劳动成果,原创文章转载务必注明作者出处】

发布评论    共有  条评论





不登录直接评论

3D打印在线资讯频道 提供有价值的信息参考 http://news.3d2013.com

返回顶部