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[高端制造] 选择性激光烧结/融化成型技术进展

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北极企鹅 发表于 2012-11-12 14:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 暴力英雄 于 2012-11-15 05:54 编辑

早上看到一则消息,说nasa用选择性激光熔融成型(就是激光版的3D打印机啦)做了一个零件,
说是火箭上的一个零件,见下图:


链接在此:http://cn.engadget.com/2012/11/10/nasa-building-space-launch-system-with-laser-melting/

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Z600518 发表于 2012-11-12 15:00 | 显示全部楼层
和王华明的报告中披露出来的东西比起来,弱爆了

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能透露点详情不,老兄? 或者给个链接也成啊  发表于 2012-11-12 15:03
Z600518 发表于 2012-11-12 15:05 | 显示全部楼层
Z600518 发表于 2012-11-12 15:00
和王华明的报告中披露出来的东西比起来,弱爆了

http://www.casad.cas.cn/document.action?docid=12916
 楼主| 北极企鹅 发表于 2012-11-12 23:24 | 显示全部楼层
Z600518 发表于 2012-11-12 15:05
http://www.casad.cas.cn/document.action?docid=12916

谢谢,内容很精彩,王教授很实在。
原理来说很简单,铺一层粉末,激光咔一打,再铺一层,再咔一下.....
暴力英雄 发表于 2012-11-15 05:28 | 显示全部楼层
中国钛合金大型构件激光成型技术

http://v.youku.com/v_show/id_XNDMyMDYxNjEy.html
暴力英雄 发表于 2012-11-15 05:32 | 显示全部楼层
航空高性能大型复杂整体构件激光直接制造技术研究进
王华明

       高性能金属构件激光直接制造技术(Laser Direct Manufacturing LDM or Laser Additive Manufacturing LAM),以金属粉末为原料,通过高能激光逐层熔化沉积生长(“生长制造”或“增材制造”),直接从零件数字化模型一步实现大型复杂整体高性能金属构件的“近终成形”,与整体锻造等传统制造技术相比,具有(1)无需大型锻造工业装备、大型锻造模具及制坯模具制造、(2)高性能金属材料制备与大型复杂零件“近终成形”一体化、(3)构件综合力学性能优异、材料利用率高、加余量小、(4)制造周期短、成本低等独特优点,是一种“变革性”的短周期、低成本、数字化、精密成形技术,为飞机、发动机钛合金、超高强度钢、高温合金等高性能、难加工大型复杂整体关键构件的制造提供了新途径。
       本报告简要介绍飞机及发动机钛合金等大型复杂整体高性能结构件激光直接制造技术原理、技术特点和国内外研究现状,重点汇报北京航空航天大学在飞机、发动机钛合金、超高强度钢、高温合金等高性能难加工大型复杂整体构件激光直接制造技术研究及工程应用进展,评述和展望了钛合金等高性能金属大型复杂整体构件激光直接制造技术发展面临的技术挑战、关键科学问题和发展趋势。

       1962年5月生,四川省合江县人,工学博士,德国“洪堡学者”,现任北京航空航天大学教授、博士生导师,航空科学与技术国家实验室(筹)首席科学家,教育部“长江学者奖励计划”特聘教授、“国家杰出青年科学基金”及“全国五一劳动奖章”获得者, “北京市大型关键金属构件激光直接制造工程技术研究中心”主任、“大型整体金属构件激光直接制造教育部工程研究中心”主任、国防973项目技术首席专家、“高性能金属材料激光制备与成形”教育部创新团队带头人、享受国务院政府特殊津贴、入选首批“新世纪百千万人才工程国家级人选”,被评为“国防科技工业有突出贡献中青年专家”、北京高校“优秀共产党员”、北京市“教育创新标兵”、北京市“高等学校教学名师”、 “国家教学成果二等奖”等荣誉和奖励。兼任中华“洪堡学者”协会理事,北京机械工程学会副理事长,中国机械工程学会特种加工分会常务理事、热处理分会常务理事和摩擦学分会理事,中国光学学会激光加工专业委员会常务理事,中国金属学会材料科学分会理事,国家自然科学基金委员会金属材料学科评审组成员等。 从事“高性能金属材料激光制备科学与成形制造技术”研究,获“国防科学技术一等奖”2项、二等奖1项,获“发明专利”授权12项和国际发明展览会“银奖”2项,在SCI收录、IF>1的国际学术期刊上发表研究论文100余篇。
暴力英雄 发表于 2012-11-15 05:55 | 显示全部楼层
视频: 王华明:航空高性能大型复杂整体构件激光直接制造技术

http://v.youku.com/v_show/id_XNDc1MTc4MTg4.html
 楼主| 北极企鹅 发表于 2012-11-15 11:32 | 显示全部楼层
哎呀一不小心把版主招来了,呵呵
教授的工艺应该不是铺粉打印,是边撒粉边融化,冒失只能做大件,还需要后期加工

nasa做的好像是净成形,两条路子
天南地北双飞客 发表于 2012-11-15 21:08 | 显示全部楼层
北极企鹅 发表于 2012-11-15 11:32
哎呀一不小心把版主招来了,呵呵
教授的工艺应该不是铺粉打印,是边撒粉边融化,冒失只能做大件,还需要后 ...


无语了!您在视频里哪看见说“只能做大件,还需要后期加工

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没看见,我胡猜的,错了欢迎大家丢砖头,我正好捡回家盖房  发表于 2012-11-15 22:24
spc 发表于 2012-11-18 19:56 | 显示全部楼层
那是妖孽的晶粒定向生长。。。。大头是材料学的大能。。。。。机械控制部分得听材料学高手的指挥。

有些人喷说什么设备是进口的云云。。。。。但是进口的原型机小,我们设计制造的大很多,为什么有这样的差异呢?就因为运用的方式不同。老外没有严格控制结晶过程,没有根据工件受力要求改变结晶结构的能力,根子上是精确堆焊成型,强度上不去,不如铸造件。所以大件用铸造。

而这个设备的关键,是控制结晶过程,根据工件个各个部分不同的受力情况,在建造时就生成合适的晶粒结构。

就好像以前盖房子是垒石头,大多厚重;如今是钢筋水泥浇筑,各薄壳造型异彩纷呈。。。。

最后,金属增材制造,精加工后处理是必须的。不用处理表面的要么是要求低,要么材料好伺候。
梦想去飞翔 发表于 2012-11-26 22:42 | 显示全部楼层
spc 发表于 2012-11-18 19:56
那是妖孽的晶粒定向生长。。。。大头是材料学的大能。。。。。机械控制部分得听材料学高手的指挥。

有些 ...

说的深刻全面。

我个人以为,普通制造可以走美国路线,高端制造应该只有王华明这路线了。
rhZhao 发表于 2012-12-7 15:27 | 显示全部楼层
他说理论上我们可以用这种技术将一架飞机“打”出来,而却已经可行了。但是就是在激光上面有非国产零件。
国家在半导体激光上有过投资吗?我觉得这个技术直接牵扯到国防产品生产成本和效率的应该严格保密啊

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投资肯定有,就是没人家好  发表于 2012-12-8 12:59
yy1129 发表于 2013-1-22 09:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 yy1129 于 2013-1-22 09:51 编辑

中国首创用3D打印造飞机钛合金大型主承力构件


C-919风挡在高速飞行时要承受巨大动压,窗框由钛合金制成。

       王华明,北京航空航天大学材料学院材料加工工程系主任、材料加工工程学科责任教授、“长江学者特聘教授”。开辟“快速凝固激光材料制备与成形”研究新领域,建成先进的“激光材料加工制造技术实验室”,在先进材料快速凝固激光制备加工与成形制造领域取得多项原创性成果并在航空发动机及飞机上得到应用。2000年来主持“国家自然科学基金重点项目”、“国家863计划课题”“教育部跨世纪优秀人才计划基金”、“总装武器装重点基金”、“国防基础科研重点项目”等科研项目10余项,发表论文被SCI及EI收录137篇次、授权与申请发明专利7项、获得“北京市教学成果一等奖”及“国家教学成果二等奖”。2013年入选国家“万人计划”第一批科技创新领军人才。
  当前,“绿色浪潮”席卷全球,推行绿色制造技术,实现制造过程的环保、绿色化已是题中之义。而“增材制造”在这一浪潮的影响下受到日益广泛的关注。北京航空航天大学的王华明教授及其带领的科研团队在大型钛合金结构件激光直接制造技术领域取得令人瞩目的成绩,并且在航空航天装备应用中取得了重要突破。
  从“减法”到“加法”
  实现质的飞跃
  高性能金属构件激光成形技术是以合金粉末为原料,通过激光熔化逐层堆积(生长),从零件数模一步完成高性能大型复杂构件的“近净成形”。这一技术1992年在美国首先提出并迅速发展。由于高性能金属构件激光成形技术对大型钛合金高性能结构件的短周期、低成本成形制造具有突出优势,在航空航天等装备研制和生产中具有广阔的应用前景,受到政府和业界的高度关注。
  在王华明教授看来,从传统的大型钛合金结构件制造方法,如整体锻造、切削技术,到这种新型的激光直接制造技术,实现了加工技术由“减法”到“加法”的质的飞跃。采用整体锻造等传统方法制造大型钛合金结构件,是一个做“减法”的过程。零件的加工除去量非常大。例如,美国的F-22飞机中尺寸最大的Ti6Al4V钛合金整体加强框,所需毛坯模锻件重达 2796千克, 而实际成形零件重量不足144千克, 材料的利用率不到4. 90%,这势必造成大量的原材料损耗。与此同时,在铸造毛坯模锻件的过程中会消耗大量的能源,也降低了加工制造的效率。并且传统方法对制造技术及装备的要求高,通常需要大规格锻坯加工及大型锻造模具制造、万吨级以上的重型液压锻造装备,制造工艺相当复杂,生产周期长、制造成本高。
  相较于传统的大型钛合金结构件整体锻造,激光直接制造是一种做“加法”的加工技术,主要用高功率的激光束对粉末丝材进行熔化,往上堆积,实现材料逐层添加,直接根据构件的CAD模型一次加工成形。激光直接制造得到的零件微观组织很细,力学性能很好,也可以实现多种材料铸造。综合来讲,这种技术的优势主要表现为:无需大型锻造工业装备、大型锻造模具及锻坯制备加工;机械加工余量小、材料利用率高、生产周期短;加工过程实现结构件“近净成形”,只需一步完成;加工设计灵活度高,可以实现特殊功能零部件的“原位”铸造;所制备的零件具有优异的综合力学性能,等等。这样就大大降低了制造成本,提高了制造效率与加工质量。
  王华明认为,大型钛合金结构件激光直接制造技术确实是一种带有变革性的,短流程、低成本的数字化制造技术,其被国内外公认为是对飞机、发动机、燃气轮机等重大工业装备研制与生产具有重要影响的核心关键制造技术之一。
  “产学研”相结合
  助力“近净成形”结构件飞上蓝天
  正是大型钛合金结构件激光直接制造技术所具有的短流程、低成本的特性和广阔的应用前景,引起了国内的高度关注。从2001年起,我国钛合金结构件激光快速成形技术的研究开始受到相关科技管理部门的高度重视,总装备部、国防科工局、国家自然科学基金委员会、国家“973”计划、国家“863”计划等主要科技研究计划, 均将钛合金激光直接成形制造技术作为重点项目给予持续资助。在此背景下,王华明教授带领其科研团队以实现应用为目标,采用“产学研”相结合的方式,与沈阳飞机设计研究所、第一飞机设计研究院等单位展开紧密合作,经过持续十几年的艰辛努力,在突破飞机钛合金小型次承力结构件激光快速成形及应用关键技术的基础上,突破了飞机钛合金大型复杂整体主承力构件激光成形工艺、内部质量控制、成套装备研制、技术标准建立及应用关键技术,使我国成为迄今国际上唯一实现激光成形钛合金大型主承力关键构件在飞机上实际应用的国家
  “研”为“产”之体。技术的突破是实现成功应用的基础。零件“变形开裂”、“内部缺陷和内部组织” 控制是制约激光成形技术的瓶颈,王华明及其科研团队在解决制约激光成形技术的难题方面取得了可喜的成绩。在飞机钛合金大型整体主承力结构件激光快速成形工艺研究、 工程化成套装备研发与装机应用关键技术攻关等方面取得了突破性的进展,有效解决了激光快速成形钛合金大型整体主承力结构件“变形开裂”预防、“凝固组织和内部缺陷”控制等问题。具体的技术突破包括以下几个方面:
  王华明及其团队提出了原创性的“热应力离散控制”方法,为解决大型钛合金主承力结构件激光快速成形过程零件严重翘曲变形与开裂难题找到了一条新路;其次,发明了激光快速成形双相钛合金“特种热处理”新工艺, 获得了综合力学性能优异的显微组织新形态,使激光快速成形钛合金的综合力学性能得到显著提高,为提高飞机等钛合金主承力构件的使用安全性和损伤容限性能找到了一个新的解决方法;再次,突破了激光快速成形TA15钛合金大型结构件内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术,飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件水平。
  “产”为“研”之用。实现成功应用是进行技术突破的目的。本着以这一目标信念,王华明教授及其科研团队在航空制造领域取得了突出的成绩。这些成绩在一个个数字当中得到最生动的体现:2005年7月成功实现激光快速成形TA15钛合金飞机角盒、TC4钛合金飞机座椅支座及腹鳍接头等4种飞机钛合金次承力结构件在 3 种飞机上的装机应用,零件材料利用率提高了5倍、周期缩短了2/3、成本降低了1/2以上;制造出了迄今世界尺寸最大的飞机钛合金大型结构件激光快速成形工程化成套设备,其零件激光融化沉积真空腔尺寸达4000mm×3000mm×2000mm;2009年,王明华团队利用激光快速成形技术制造出我国自主研发的大型客机C919的主风挡窗框,在此之前只有欧洲一家公司能够做,仅每件模具费就高达50万美元,而利用激光快速成形技术制作的零件成本不及模具的1/10;2010年,利用激光直接制造C919达中央翼根肋,传统锻件毛坯重达1607千克,而利用激光成形技术制造的精坯重量仅为136千克,节省了91.5%的材料,并且经过性能测试,其性能比传统锻件还要好。
  这一系列成功的应用,实现了王华明教授让“近净成形”结构件飞上蓝天的梦想。
  谈及大型钛合金结构件激光直接制造技术的发展前景,王华明既不失客观,又充满信心。他认为,目前制约大型钛合金结构件激光直接制造技术进一步发展的主要问题,仍然是激光成形过程“内应力控制及零件变形开裂预防”、“内部质量保障及力学性能控制”、“技术标准体系”等瓶颈难题,这些难题的存在一方面是由于该技术发展时间还不长,各方面研究工作仍处于探索阶段;另一方面,则是对于该技术关键性基础问题的研究和把握不够,包括,大型金属构件激光快速成形过程内应力演化行为规律、内部组织形成规律和内部缺陷形成机理等。
  只有夯实基础,才能稳步前进;惟有厘清大型钛合金结构件激光成形技术的内部机理,才能让“近净成形”结构件飞得更高!
http://www.cannews.com.cn/2013/0121/240163.html

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langge945 发表于 2013-1-22 10:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 langge945 于 2013-1-22 10:34 编辑

西工大用3D打印制造3米长C919飞机钛合金部件

西安新闻网-西安晚报2013-01-14 14:35

用3D打印技术“打印”出来的钛合金镂空球体

这是为国产大飞机C919“打印”出的中央翼缘条 记者 李安定 摄

本报讯 (记者 刘振) 不久前开放的全国首家3D“打印照相馆”,将神奇的3D打印技术带入古城市民的生活。甚至连医用假牙、植入关节,甚至航空航天的关键配件等结构复杂的金属物件,都在西北工业大学里变魔术般的一一“打印”出来。 3D打印学名叫增材制造技术,原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片,然后把“打印”材料按切片图形逐层叠加,最终“堆积”成完整的物体。

西北工业大学凝固技术国家重点实验室,是我国3D打印技术研发最出色的单位之一,主要发展名为“激光立体成形”的3D打印技术。该技术通过激光融化金属粉末,几乎可以“打印”任何形状的产品。其最大的特点是,使用的材料为金属,“打印”的产品具有极高的力学性能,能满足多种用途。

“随着航空航天技术的发展,零件构造越来越复杂,力学性能要求越来越高,重量却要求越来越轻,通过传统工艺很难制造。而3D打印则可以满足这些需求。”西工大凝固技术国家重点实验室主任黄卫东说。

昨日,在这个实验室,记者透过“打印机”的玻璃窗看到,一束激光在计算机控制下移动,激光头两侧喷嘴喷出的金属粉,被激光熔化,一层层凝固、堆积。一小会儿,一个结构复杂的金属件展露出雏形。

为国产大飞机C919制造中央翼缘条,是3D打印技术在航空领域应用的典型。据黄卫东介绍,中央翼缘条长达3米,是大型钛合金结构件,作为机翼的关键部件,以我国现有制造能力无法满足需求,如果向国外采购,势必影响大飞机的国产化率。西工大与中国商用飞机有限公司合作,应用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造问题。“激光立体成形制造成本与国外锻压制造成本差不多,最重要的是形成了具有自主知识产权的特色新技术。”黄卫东说,这项技术在航空航天发动机等关键部件的制造上也得到了运用。

西工大3D打印技术对零部件的修复也独树一帜。航空航天零件结构复杂、成本高昂,一旦出现瑕疵或缺损,只能整体更换,可能造成数十万、上百万元损失。而通过3D打印技术,可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状,修复后的性能不受影响,大大节约了时间和金钱。

黄卫东说,3D打印技术其实离生活非常近,不仅仅是打印立体照片,在医学上也得到应用,比如植入的人工关节以往是按型号选配,通过3D打印技术,则可以制作最适合患者的钛合金关节


http://news.qq.com/a/20130114/001569.htm
langge945 发表于 2013-1-22 22:31 | 显示全部楼层
新一代全数字化双丝窄间隙埋弧自动装备

发表时间:2012-10-23 08:47来源:科技日报 字体:[大][中][小] [打印] [关闭]




    大厚度窄间隙埋弧焊机在八万吨模锻压机主油缸焊接现场
    在核岛压力容器主环缝的焊接上,由于焊缝质量要求可追溯性,焊接过程要求实时记录、存储,原有的模拟量控制技术已无法满足要求,为此,对原双丝窄间隙埋弧自动焊机进行全面技术升级,开展全数字化控制技术的研究,使我国的双丝窄间隙埋弧自动焊机,满足核电等重大装备自动焊接的要求,为我国核电装备制造业的发展做出贡献。目前,在投入我国加氢反应器、核电蒸发器、核电汽轮机转子等重大产品生产使用的同时,进一步开发了大厚度焊接专用焊枪,成功攻克了中国二重八万吨模锻压机制造中的关键工艺攻关任务—主工作缸600mm深度坡口的焊接,创造了世界新纪录.

http://www.chinaequip.gov.cn/2012-10/23/c_131923338.htm


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可喜可贺,这个不是激光增材制造吧,跟主题没啥联系  发表于 2013-1-23 19:13
iew 发表于 2013-3-20 23:54 | 显示全部楼层
三维CAD软件项目即将验收 我国3D打印技术获突破

发表时间:2013-03-20 09:15来源:上海证券报

记者19日从相关渠道获悉,2010年三维CAD软件研发及产业化(建筑、服装)项目已经着手启动验收工作,该项目的成果对中国3D打印产业破冰有重要意义。据了解,为追赶3D打印这一第三次工业革命前沿技术,工信部此前设立了三维造型技术项目。该项目执行期内总投资12900万元,其中财政资金1800万元。
    记者了解到,目前,2009年三维CAD软件研发及产业化(机械、管线)项目已经执行完毕,2010年三维CAD软件研发及产业化(建筑、服装)项目已着手启动验收工作。此项目取得了多项技术突破,已经开发出具有自主知识产权的三维CAD图形平台,在实现图形绘制能力的同时支持三维CAD数据的直接投影和剖切二维CAD图形,并通过三维模型唯一命名技术实现与三维CAD数据的关联,以及利用图纸配置技术实现功能变更后三维CAD数据和二维工程图的自动化关联修改。专家认为,这一项目的完成意味着我国3D打印产业取得了关键步骤的突破。
    与3D打印产业一样,国内CAD软件产业也稍显落后。目前市场主要被外资占据。为此,工信部此前设立了三维造型技术项目。该项目主要是针对现代机械、管线、服装、建筑等行业的创新设计和工程设计需求,开发具有我国自主知识产权的三维CAD软件系统并实现其产业化。实现三维CAD软件的市场赢利,提升我国相关行业产品的设计水平,促进自主知识产权的三维CAD技术和产品的发展。
    国内三维CAD软件龙头——中望3D中国区相关负责人称,“3D打印的商用,其中很大程度受前端的三维CAD设计软件普及影响。要让3D打印成为一件‘靠谱’的事,也要从前端三维CAD技术开始着力。”
    原因在于,3D打印技术的出现,强化了三维CAD设计降低成本的优势。相比二维平面软件,三维CAD技术的可视性更强,在设计阶段即能发现问题,3D打印也是在此基础上,通过较少成本的样品制作减少产品出错率,从而避免损失。其次,三维CAD设计图纸影响3D打印质量。
    据介绍,承担2009年和2010年三维CAD技术项目的公司分别是北京数码大方科技有限公司和苏州浩辰软件股份有限公司。
    此前受美股CAD软件概念公司暴涨影响,A股概念公司海隆软件(12.24,0.00,0.00%)、法因数控(6.18,0.00,0.00%)强势涨停,广联达(23.64,0.00,0.00%)、航天通信(8.58,0.00,0.00%)也出现上涨。海隆软件就此公告澄清,公司早期曾涉及CAD软件的外包业务,但是最近几年已经不再从事该项业务。法因数控虽然否认生产CAD软件,但提出,公司自行设计的嵌入式软件可以将客户的CAD图纸自动转换成设备加工程序,给客户加工产品提供便利,省去了编程和输入的繁琐过程。此外,据介绍,广联达的工程造价软件可导入CAD设计图,航天通信下属公司涉及纺织业CAD业务。分析师认为,随着我国三维CAD软件开发的日趋成熟,3D打印产业链也将获得全面成长。(记者李雁争)

http://www.chinaequip.gov.cn/2013-03/20/c_132247108.htm
 楼主| 北极企鹅 发表于 2013-3-21 22:49 | 显示全部楼层
软件不比硬件容易,支持一下,希望能不只是概念
zhh894217 发表于 2013-5-22 14:56 | 显示全部楼层





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 楼主| 北极企鹅 发表于 2013-5-23 16:33 | 显示全部楼层
都展出了,说明可以用了,值得高兴一下
langge945 发表于 2013-5-24 14:06 | 显示全部楼层





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那7个机型,歼击机是不是新出来的都用了?J20 粽子机 大运 舰载机 C919 那还有2种呢?  发表于 2013-5-24 14:07
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