要说世界上真正的尖端技术,那领域跨度是非常之大的,要说三百六十行,行行出状元,不同领域都有着尖端技术,可要说全世界仅中国掌握的尖端技术,却并不是那么多的。3D打印技术是起源于美国,但是我们却将3D打印技术玩出了新花样,将3D打印技术和数控机床进行了相结合,而这是创意是我国首创,最终打造出了铸锻铣一体化3D打印数控机床,给中国的制造业带来了一大革命。
一、“铸锻铣一体化3D”技术横空出世
铸锻件在机床制造、汽车制造业、航空等领域是相当重要的零件,具有重要的作用。由于不同行业需要的零件的体积、重量和形状的不同,工艺和加工的步骤极其的繁琐和复杂。锻件的生产通常采取的工艺是将钢水铸造、锻造粗加工后再进行铣削操作。
但以上一系列复杂操作是针对常规行业零件的需要,而对于航空航天和高铁领域所需要的精密零件,比如耐高温零件、磁悬浮列车关键支撑部件,需要更精密的加工才能实现。
我国作为世界第一机床消费大国,由于国家产业政策的需要,下游行业发展的亟需我们拥有高端数控机床。在此情形下,华中科技大学张海鸥教授坚定地站了出来。
张海鸥教授,东京大学工学博士。曾经主持完成20多项国家自然科学基金、863计划、国防预研等课题,先后获20项目国内发明专利。张海鸥夫妇被称为“现代居里夫妇”。
在实现将金属锻造、锻压技术合二为一成果之后,张海鸥团队没有止步不前,而是创造性地设想实现“铸锻洗一体机”。经过张海鸥团队不断试错和反复实验后,2010年,在一项金属3D打印中验证了复合锻打的可行性,后来结合3D技术,实现了铸锻铣一体化3D打印。
新中国在发展初期吃尽了技术落后的苦头,由于西方国家对我国的技术封锁,为了打破僵局毅然决然的决定资助研发。但研发是一个漫长的过程,需要持续的人才的培养和技术的积淀。
机床技术是工业的基础,一直以来落后于西方发达国家,机床是否先进,关乎着中国制造业和工业未来的发展。铸锻铣一体化3D技术实现了我国微型边铸边锻的颠覆性原始创新,破解困扰金属3D打印的世界级难题。
该技术是将金属锻造、锻压技术合二为一,结合3D技术,生产出来的零件同时具备了高强度、高韧性、高周疲劳和高可靠性的特性。
“铸锻铣一体化3D”技术研发出来后,张海鸥团队通过天昱公司将技术进行转化和推广。如今,在我国某先进战斗机的新型复合钛合金接头已使用了该技术。美国通用和空客公司为了维持其商用飞机制造的全球领先地位,主动上门寻求合作。
二、这项技术有什么优秀之处?
1、解决普通3D打印技术的不足
早在上世纪90年代,美国就有了3D打印技术,但是这种传统3D打印技术存在很大的缺陷。它无法做到锻造步骤,会导致金属零部件经历不了锻造,铣削等过程,这样金属的抗疲劳性就会严重不足,或者存在某些缺陷。
这样的缺陷,让3D打印技术陷入一种尴尬的局面,机器制造行业不能更好地利用这个技术。而铸锻铣一体化3D打印数控机床却解决了这个问题,可以独立完成锻造、铸造、铣削、车削和3D打印等全部工艺步骤。
2、缩短制造周期节约成本
在传统机床制造过程中,零件制造需要多项工序加工,整个过程需要多台机械设备共同完成。其工序复杂会拉长整个制造周期,并且需要更多台的大型设备,会将制造成本拉高,也会造成非常严重的污染。
相对传统机床来说,铸锻铣一体化3D打印技术能够整合微铸、微锻以及铣和磨的过程,只需一台机器就可以完成所有工艺。其优点更为突出,能够在提高加工精度、加工质量的同时,大大节约整个生产流程,节约40%-70%的时间。
比如,张海鸥团队利用新技术,制造出飞机复合材料成型模具,就克服了飞机研制中气密、复杂、大型模具制造难度大的问题。并且,该项技术还解决了飞机模具制造周期长的瓶颈问题,直接缩短了1/2到1/3的时长。
3、提高了核心技术的竞争力
可以说,这项技术给中国的制造业带来了一大革命,提高了核心技术竞争力,成为领先世界的国家。
要知道,机床的作用就是用来制造机器的,因此,机床的技术竞争力也代表了部分机器生产的竞争力。特别要提到的就是飞机,这项技术解决了不少难题,可以解决国内航空方面的一些技术难点。
原本3D打印技术的作用就非常大,如今我国又首创并且独有这项技术,把3D打印技术和数控机床进行结合,无疑让中国一跃成为了机床数控领域的世界领军者。并且该技术的先进性世界独一无二,很多国外人眼红想要买都买不到,因为其中核心技术是不允许出口的。
最后
要知道国家的制造业强劲,也就意味着国家实力的强劲,甚至领先世界,且具有一定的话语权,可虽然我国的制造业逐渐走向强大,可是事实上,我们主要的普及范围实在中低端,也就意味着,我国在高端领域还是较为缺乏的,特别在高端机床之上。
机床本就是国民经济现代化建设当中,有着重大作用的设备,有了机床,就能够在工业发挥出重大的作用,而其中数控机床,相较于普通机床来说,其的加工精度高,且具有稳定的加工质量,刚性也大,且生产率高,根据数据显示,是普通机床的3-5倍。
当然机床之中也是分为高中低端的,越是高端的机床,所打造出来的产品,都更为优秀,且能够应用在很多的高端科技之上,而这些高端机床,本身就是尖端技术的存在,可不是一般国家能够研制出来的。
就拿我国来说,我国对于高端机床是较为缺乏的,很多机床都是采用的进口而来,可以说是比较依赖进口技术的,也导致了我国在很多时候,受制于他国,当然我们也在努力的进行改变,希望能够自主生产出需求当中的高端机床,从而打破对进口的依赖,不至于被人死死卡脖子。
在随着铸锻铣一体化3D打印数控机床的诞生,我国在高端机床上也有了代表性作品,这样在高端机床领域,能够减少对国外的一来,已经做到能够不受制于人。
铸锻铣一体化3D打印机床的诞生,意味着我国在高端机床领域有了话语权,更能让西方发达国家眼红想买。而且,这台新技术机床只需一步到位,就可减少耗时与零件制作的能源消耗,标志着未来中国的工业制造会比西方更为高效节能。