當(dāng)前，“綠色浪潮”席卷全球，推行綠色制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的環(huán)保、綠色化已是題中之義。而“增材制造”（即3D打印技術(shù)）在這一浪潮的影響下受到日益廣泛的關(guān)注。北京航空航天大學(xué)王華明教授及其帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)在大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光直接制造技術(shù)領(lǐng)域取得令人矚目的成績(jī)，并且在中國(guó)航空航天裝備應(yīng)用中取得了重要突破。據(jù)了解，中國(guó)成為迄今國(guó)際上唯一實(shí)現(xiàn)激光成形鈦合金大型主承力關(guān)鍵構(gòu)件在飛機(jī)上實(shí)際應(yīng)用的國(guó)家。
據(jù)介紹，王華明教授及其科研團(tuán)隊(duì)在飛機(jī)鈦合金大型整體主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形工藝研究、工程化成套裝備研發(fā)與裝機(jī)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等方面取得了突破性的進(jìn)展，有效解決了激光快速成形鈦合金大型整體主承力結(jié)構(gòu)件“變形開(kāi)裂”預(yù)防、“凝固組織和內(nèi)部缺陷”控制等問(wèn)題。具體的技術(shù)突破包括：提出了原創(chuàng)性的“熱應(yīng)力離散控制”方法，為解決大型鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形過(guò)程零件嚴(yán)重翹曲變形與開(kāi)裂難題找到了一條新路；發(fā)明了激光快速成形雙相鈦合金“特種熱處理”新工藝，獲得了綜合力學(xué)性能優(yōu)異的顯微組織新形態(tài)，使激光快速成形鈦合金的綜合力學(xué)性能得到顯著提高，為提高飛機(jī)等鈦合金主承力構(gòu)件的使用安全性和損傷容限性能找到了一個(gè)新的解決方法；突破了激光快速成形TA15鈦合金大型結(jié)構(gòu)件內(nèi)部缺陷和內(nèi)部質(zhì)量控制及其無(wú)損檢驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)，飛機(jī)構(gòu)件綜合力學(xué)性能達(dá)到或超過(guò)鈦合金模鍛件水平。
王華明教授表示，目前制約大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光直接制造技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主要問(wèn)題，仍然是激光成形過(guò)程“內(nèi)應(yīng)力控制及零件變形開(kāi)裂預(yù)防”、“內(nèi)部質(zhì)量保障及力學(xué)性能控制”、“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系”等瓶頸難題，這些難題的存在一方面是由于該技術(shù)發(fā)展時(shí)間還不長(zhǎng)，各方面研究工作仍處于探索階段；另一方面，則是對(duì)于該技術(shù)關(guān)鍵性基礎(chǔ)問(wèn)題的研究和把握不夠，包括大型金屬構(gòu)件激光快速成形過(guò)程內(nèi)應(yīng)力演化行為規(guī)律、內(nèi)部組織形成規(guī)律和內(nèi)部缺陷形成機(jī)理等。
據(jù)了解，大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光直接制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為：無(wú)需大型鍛造工業(yè)裝備、大型鍛造模具及鍛坯制備加工；機(jī)械加工余量小、材料利用率高、生產(chǎn)周期短；加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件“近凈成形”，只需一步完成；加工設(shè)計(jì)靈活度高，可以實(shí)現(xiàn)特殊功能零部件的“原位”鑄造；所制備的零件具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能等。該技術(shù)大大降低了制造成本，提高了制造效率與加工質(zhì)量，被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為是對(duì)飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等重大工業(yè)裝備研制與生產(chǎn)具有重要影響的核心關(guān)鍵制造技術(shù)之一。
