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【华体汇app官网有限公司】利用超音速冷喷涂沉积与激光技术相结合实现金属3D打印

发布者: 华体汇app官网有限公司发布时间:2022-08-03

本文摘要:激光技术作为20世纪需要与原子能、半导体及计算机合称的四项根本性发明者之一,走到了50多年的较慢发展历程,对人类社会发展产生了最重要的起到与影响。

激光技术作为20世纪需要与原子能、半导体及计算机合称的四项根本性发明者之一,走到了50多年的较慢发展历程,对人类社会发展产生了最重要的起到与影响。随着科技日益发展,激光技术被普遍运用到生活、生产、医疗等各个领域,并充分发挥着极大的起到。先进设备生产技术与装备是浙江工业大学“重中之重”学科,姚建华教授于1993年转入浙江工业大学专门从事教学科研工作,长年专门从事激光加工与生产技术方面的应用于基础研究,致力于先进设备激光生产技术的产业化应用于及高端装备生产技术的发展。

作为浙江省高端激光生产装备协同创意中心继续执行主任的他,把激光加工技术应用性研究和激光表面改性技术作为主攻和特色研究方向,作为第一已完成人取得国家科技进步二等奖、中国机械工业科学技术奖一等奖和浙江省科学技术奖一等奖,把实验室研究水平带回了国内前茅。而今,在国家自然科学基金—浙江“两化融合”基金的推展下,姚建华团队明确提出了“基于超音速激光沉积的金属增材生产技术基础研究”,将目光射击了“超音速冻喷涂+激光技术”这种新型的3D打印机技术。

姚建华主持人已完成的“激光表面填充增强与再行生产关键技术及其应用于”项目荣获国家科学技术变革二等奖。3D打印机生产技术,沦为新一代激光生产的主要趋势,在大大地转变着传统的生产模式,将人类的奇思妙想较慢打印机沦为实物。

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姚建华说道,目前课题组在国际上首次明确提出将超音速冻喷涂沉积与激光技术相结合构建金属3D打印机的观点。为了更加慢、更佳地将其应用于生产中,在前期基础研究基础上,协同创意中心还减缓了国际合作的步伐。

通过引进技术和海外智力,构建跨越式发展,在前期研究的基础上,协同创意中心牵头剑桥大学等国内外顶级团队,通过对超音速动量场与高能激光束温度场等多能量场耦合关系、沉积层颗粒和沉积层之间的固态融合机理以及增材生产构成过程中缺失及形变的产生机制等科学问题的研究,取得构建增材生产必需的工艺及质量掌控方法,超越现有金属零部件增材生产技术瓶颈,最后利用该技术构建高端装备关键零部件的高效率、高品质、低成本智能化增材生产,为浙江乃至全国制造业转型升级获取关键技术承托。据姚建华教授讲解,高端装备生产是浙江省和国家未来发展的最重要方向,但目前我国不存在基础研究脆弱、先进设备生产手段缺少、生产过程能耗大等问题,相当严重制约了该产业的发展。增材生产(3D打印机)沦为构建这一突破的关键技术,然而由于不存在着效率较低、成本高及质量无法掌控三大难题,沦为现阶段构建工业化应用于的主要瓶颈。为强化“产学研用”,姚建华团队将3D打印机与超音速冻喷涂技术创新融合,明确提出了超音速激光沉积技术融合冻喷涂和激光熔覆的各自优势,具备沉积效率高、温度较低、成本低、性能高等优点,是一种极具潜力的新型金属增材生产技术。

在实验室里,姚建华拿着一个叶片向记者讲解道,“就以汽轮机叶片为事例,这项技术可以让它的透气蚀能力构建突破。”不具备高度透气蚀的汽轮机叶片在国际市场上单价卖给2—3万欧元,相等于一台奥迪车的价格,而国内一个百万发电机组里面就必须中用1000多个有所不同型号的叶片。

随着用于时间的减少,叶片波浪的部位不会经常出现损坏,这不致要让发电机组停机后展开修理或者叶片的替换。但是有了新型金属增材生产技术后,这一现象就能获得显然好转。一方面,对现有叶片的修理成本需要大大降低,将损坏的叶片用强度更高的材料展开金属3D打印机才可修缮;另一方面,在全新叶片的生产过程中,除了运用激光表面增强外,在关键部位需要用强度更高的材料展开一体化打印机生产,很大地提高叶片的使用寿命,预计用新型增材生产技术,其效率和性能比目前单一的激光3D打印机最少减少数倍,而且成本不增反降。姚建华团队将大大推展科研成果向现实生产力转化成,用科技创新驱动浙江省经济转型升级,为浙江乃至全国制造业转型升级获取关键技术承托。


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