“中国打印”再进一步：一次打出大型泵喷推进器桨叶

科技日报记者 刘志伟 通讯员 徐小丹

5月27日记者从华中科技大学获悉，该校张海鸥团队采用自主研发的金属3D打印“微铸锻”技术，一次性制造成功大型泵喷推进器桨叶，解决了3D打印技术中大尺寸零件制造的难题。

泵喷推进器主要应用于船舶重工等领域，是船舶航行的重要动力装置。此次通过金属3D打印“微铸锻”技术制造成功的大型泵喷推进器桨叶，选用不锈钢316L原材料，成型尺寸达到直径0.6米、高度1米，总重量160千克。通过验收与测试，制造周期相比传统方式缩短了2/3，构件的力学性能得到了大幅度提升，制造精度差由以前的0.5mm提高到0.1mm，没有检测到铸造缺陷如气孔、裂纹等。

“常规金属3D打印存在许多问题：一是没有经过锻造，金属抗疲劳性严重不足；二是制件性能不高，难免存在疏松、气孔和未熔合等缺陷；三是大都采用激光、电子束为热源，成本高昂。所以形成了中看不中用的尴尬局面。”张海鸥介绍，正因如此，全球金属3D打印尽管在中小尺寸零部件制造中存在优势，但在大尺寸零件制造上无一法和大型锻压机相比，因此无法进入大型复杂零件的高端应用。

针对金属3D打印中的世界性难题，张海鸥教授带领研究团队潜心攻关，经过二十年不懈努力，发明了“智能微铸锻”3D打印技术，创造性地将金属铸造、锻压技术合二为一，实现了首超西方的边铸边锻的颠覆性原始创新。

高品质复杂形状大型构件微铸锻铣复合制造设备

“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。”张海鸥介绍。

生产设备功率只需50千瓦，单位时间能耗为巨型压机的千分之二，金属3D打印“微铸锻”完全改变了传统机械制造长期依赖巨型锻机、长流程重污染的模式，不仅突破了现有3D打印金属零件疲劳性能和可靠性难及锻件的“卡脖”难题，也将过去必须由工业“大象”完成的任务，轻松交由智能化的工业“蚂蚁”操作完成。

“以这次制造成功的大型泵喷推进器桨叶为例，如果使用微铸锻技术，不仅生产周期从数月缩短到数周，能耗也可节约高达90%。”张海鸥介绍，金属3D打印“微铸锻”不仅实现了绿色高效的短制造流程，还显著提高了材料的疲劳寿命和可靠性，为船舶航行提供更为强劲、稳定的“中国动力”。