隨著歐（ōu）美等國家將金屬3D打印的產品（pǐn）不斷應用於航天、軍工、太空等決定人類未來的領（lǐng）域，我國也正在努力縮短與歐美國家的差距。日前（qián），“大尺寸粉末床選區激光熔化增材（cái）製造工藝與（yǔ）裝備研發”項（xiàng）目獲得了2016年國家重點（diǎn）研發計劃“增材製（zhì）造（zào）與激光製造專項”（2016YFB1100700）1985萬元的（de）經費支持。

　　據了解，該項目由北京易加三維科技有限公司（sī）為承擔單位，由清華大學、北京天遠三維科技（jì）有（yǒu）限公司、中國航空工業集團公司北京航（háng）空材料研究院、北京星航機電裝備有限公司、中國直（zhí）升（shēng）機設計研究所（suǒ）、中國燃氣渦（wō）輪研（yán）究院為參研單位。

　　項目負責人北（běi）京易加三維科技有限公司總經理、高級工程師馮濤介紹，該項目完（wán）成後，可實現（xiàn）航空航天、軍工等行（háng）業對金屬3D打印成品的要求，即尺寸大、精度高、力學性能好、表麵粗糙度低（dī）、致密度100%；該技（jì）術（shù）代表了未來金屬3D打印技術的發展方向，擁有該項（xiàng）技術可使我國航空航天、軍事進入國際先進水平；該項目的實施將（jiāng）填補我國此項（xiàng）技術的空白，打破發達國家對（duì）我國的技術壟斷，有利於提升我國（guó）在航空航天、軍工製造、精密醫療等領域技術能力。

　　據介紹，SLM金屬3D打印設備已進入商業化發展的快車道，近3年裝備的裝機台數增長率均超過50%，裝備製造廠家（jiā）快速擴（kuò）張（zhāng），傳（chuán）統裝備製造巨頭也開始介入。但我國成熟的商用SLM裝備的成形尺寸一般小於300mm，完全不能滿足大尺寸零件的（de）製造需求；同時，還存在成形效率低，成形過（guò）程工藝變量多，成形（xíng）質量（liàng）不能量化控製等問題。而成形尺寸範圍在500mm×500mm×500mm 以上的（de）金屬3D打印設備（bèi）的（de）商業化研發主要集中在歐美等（děng）發達國家，為（wéi）他（tā）們所壟斷，他們在SLM設（shè）備、軟件及工藝等領域（yù）的研究均處於國際領先地位，因此在航空航天、軍工製造等領域都領超（chāo）我國較多水平。更（gèng）令人擔憂（yōu）的是，雖然我國SLM技術的應用和研究機構較多，但是針對大尺寸（cùn）粉末床SLM設備的國產（chǎn）化尚無成功（gōng）的商業化（huà）案例（lì）。

　　馮濤介（jiè）紹，由北京易加三維科技有限（xiàn）公司承擔的（de）“大尺寸粉（fěn）末床選區激光熔化增材製造工藝與（yǔ）裝備研發”項目，將通過對大尺（chǐ）寸粉末床SLM金屬3D打印智能裝（zhuāng）備的設計與研製，完成針對小（xiǎo）尺寸SLM金屬3D打印設備（bèi）向大（dà）尺寸（cùn）SLM金屬3D打印設備的飛躍。項目提出雙艙室雙工位隔離作業模塊化布局的（de）總體設計思路，方（fāng）便大尺寸零件的（de）取出，有效減少了惰性氣體的用量，同時解決雙工（gōng）位轉換的（de）氣體密（mì）封、粉料的高精度變量供給與回收、氣氛的智能（néng）循環淨化等技術難題。

　　該項目還提出並（bìng）實現同時滿足大尺寸和高效率的多激光多振鏡分區掃（sǎo）描及其光路設計與控製技術，實現多激光聚焦光斑的定位（wèi）精度、激光功率的（de）一致性和多振鏡掃描邊界的有效搭接，在（zài）保證大尺寸零件加工精度的前提下，有效提高了加工效率。突破大功率長時間工（gōng）作條件下（xià）的光學係統的（de）穩定性控製技（jì）術，實現建造過程熔池狀態、成（chéng）形件幾何尺（chǐ）寸、工作艙氣氛、鋪粉狀態等實時監測、診斷及智能（néng）處理技術，在提高設備智能（néng）化的同時保證（zhèng）了運行的穩定性和可靠性，滿足了連續成形大（dà）尺寸零（líng）部件加工的要求。研發出基於熔（róng）池的凝固、掃描區域溫度場、工件幾何特征、變形與多（duō）激光多振鏡分區（qū）掃描等多因素集成的擁有自主知識產權的（de）成形軟件，減少大尺寸複雜件成形過程中激光的通斷次數（shù）和不均勻變形，提高製造效（xiào）率的（de）同時保證（zhèng）了（le）加工質量。

　　據（jù）悉，該項目（mù）研發的裝備支（zhī）持鈦合金、高強合金鋼、高（gāo）強鋁合金、高溫合金等多種金屬複雜構件的高效率成形，製造效率可達到≥120cm3/h，成形尺寸範圍≥500mm×500mm×500mm，成形幾何精度≤±100μm，表麵粗糙度≤Ra12，裝備的（de）無故障（zhàng）運行時間≥500h，並（bìng）將（jiāng）在（zài）航空航天領域開展示範（fàn）化應用，完成多（duō）款航空航（háng）天大尺寸零件的製造，並進行裝機（jī）驗證，真正的將大尺寸3D打印零件應用於我國的航空航天領域。同時將（jiāng）製定出4種典型材料（鈦合金、高強合金鋼、高強鋁合金、高溫合金）的SLM成形工（gōng）藝（yì）標準規範，為（wéi）大尺寸3D打（dǎ）印應用於航空航天領域建立良好的應（yīng）用標準。

　　馮濤特別強調，“大尺寸粉（fěn）末床選區激光熔化增材（cái）製造工藝與裝備研發”項目提出（chū）對大尺寸SLM金屬3D打印設備進行係列化模塊研製，此（cǐ）技術具備國際（jì）先進水平，可填補我國此項技術的（de）空（kōng）白，會促使國（guó）外同類設備進入中國市場的價格大（dà）幅降低，項目執行期內將（jiāng）完成不少於兩台套（tào）的設備銷售指標，未來10年（nián）內將會帶來（lái）20億元（yuán）的市場份額。

　　據悉，該項目的（de）研發（fā）終將解決現在粉（fěn）末床SLM金屬零件建造效率較（jiào）低、質（zhì）量仍與鍛件有差距、設備的（de）智能化（huà）水平（píng）低、可靠性及穩定性較差，不適合製造大型整體（tǐ）零件等世界性難題（tí），將改變我國在大尺寸粉（fěn）末床SLM工藝、設備以（yǐ）及成形軟件開發等方麵一直以來（lái）落後於國（guó）外的（de）局麵。同時，在金（jīn）屬3D打印與（yǔ）激光製造等方麵關鍵技術（shù）會有很大突破，超前部署研發我國下一代粉末床金屬3D打印設（shè）備，促進傳統製（zhì）造業（yè）轉型升級（jí），支撐我國高端製造業發展（zhǎn）。