“常规3D打印金属零件的过程是打印算一层,铸造算一层,锻压又一层,三者要分开依次进行,即前一个步骤完了,后一个步骤方可进行,中间还要腾出金属冷却的时间”。张海鸥介绍,智能微铸锻技术可以同时进行上述步骤,打印完成了,铸锻也就同时完成了。
“我们将原先需要8万吨力才能完成的动作,降低到八万分之一,也就是不到1吨的力即可完成,同时一台设备完成了过去诸多大型设备才能完成的工作,绿色又高效。”他说。
张海鸥、王桂兰伉俪
从跟跑到领跑,为先进制造业带来深刻的技术变革
张海鸥介绍,我国3D打印产业一直处于“跟跑”阶段,与发达国家相比,我国3D打印产业大多停留在科研层面。要摆脱“跟跑”的尴尬,必须创新。在他的研究方向上,处处都体现了创新精神。
“当时国内外的金属3D打印主要以激光、电子束为热源,我们想降低成本,就选择了等离子束为热源,发现效率很高。”张海鸥介绍,等离子和激光做热源都是通过高能束来熔化金属粉末,制造金属模具,但两者的发生装置和加工方式不同,等离子具有成本低、成形率高等优点。
十几年前,金属3D打印做出的制件非常粗糙,经过后期机械加工后才能当做零件使用,而要打印复杂制件,则几乎不可能实现。张海鸥带领团队反复实验,在金属3D打印中加入了铣削环节,边打印边进行机械加工,攻克了此项难题,获得国家发明专利。