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昆明理工大学的SLM3D打印钛合金零件

钛合金具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,在航空航天、化工、医疗等领域应用广泛。金属激光3D打印过程中会产生很高的残余应力,复杂结构零件成形时的应力变形、开裂等问题一直是金属3D打印面临的最大挑战,钛合金激光3D打印时这些问题更为凸出。黎振华教授及其合作者在粉末及成分控制、构件结构与位置优化、支撑设计与应力释放、远程监控等方面开展大量前期工作的基础上,最终确定了试验方案,成功完成了被大多数研究者视为不可能成功打印的大型复杂钛合金零件的打印。

9月3日,经过12天200多小时的紧张持续工作,昆明理工大学增材制造中心黎振华教授研究组成功试验成形了尺寸为250×250×257mm的钛合金复杂零件。零件及支撑总量超过21Kg,接近设备成形空间极限,是迄今为止已见报道的使用SLM方法成形的最大单体钛合金复杂零件。SLM(Selective Laser Melting,激光选区熔融)是金属3D打印方法的一种,它以激光为热源,依照零件离散后的形状数据对铺好的金属粉末进行扫描,使金属粉末逐点熔化堆积,实现金属零件直接制造。这一方法成形的金属零件力学性能优良、表面质量和尺寸精度高,是金属3D打印领域的研究热点。

昆明理工大学增材制造中心是在原工程训练中心快速原型实验室基础上,集合相关资源建立的教学科研平台。目前,每年进入中心学习、开展创新活动的本科生约5700余人,从事研究的专业技术人员及博士、硕士研究生50余人,在航空航天、医疗、模具等领域的3D打印研究方面取得了长足的进展。中心目前拥有激光选区熔融(SLM)、激光选区烧结(SLS)、电子束选区熔化(SEBM)、熔融沉积(FDM)、分层实体制造(LOM)等先进的3D打印设备十余台,是西南地区设备最为齐全、创新教学受益面最广、实力最强的增材制造中心。

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