隨著歐美等國家將金屬3D打印的產品不斷應用（yòng）於（yú）航天、軍工（gōng）、太空等決定人類未來（lái）的領域，我（wǒ）國也正在努力縮短與歐美（měi）國（guó）家的差距。日前，“大尺寸粉（fěn）末床選（xuǎn）區激光熔（róng）化（huà）增材製造工藝與裝備研發”項目獲得（dé）了2016年國家重點研發計劃“增材製造與（yǔ）激光製造專項”（2016YFB1100700）1985萬元（yuán）的經費支持。

　　據（jù）了解，該項目由北京易加三維（wéi）科技有限（xiàn）公司為承擔單位，由清華大學、北（běi）京天遠三維科（kē）技有限（xiàn）公司、中國航空工業集團公司北（běi）京航（háng）空材料研究院、北京星航機電裝備（bèi）有限公司（sī）、中國（guó）直升機設計研究所（suǒ）、中國燃氣渦輪（lún）研究院（yuàn）為參研單位。

　　項（xiàng）目負責人北京（jīng）易加三維科（kē）技有限公司總經（jīng）理、高級工程師馮濤介紹，該項目完成後，可實現航空（kōng）航（háng）天、軍工等行業對金屬3D打印成品的要求，即尺寸大、精（jīng）度高、力學性能好、表麵粗糙度低、致密度100%；該技術代表了未來金屬3D打印（yìn）技術的發展方向，擁有（yǒu）該項（xiàng）技（jì）術可使我國航空航天、軍事進（jìn）入國際先進水平；該項目的實施將填補我國此（cǐ）項技術的空（kōng）白，打破發達國家對我國的技術壟斷（duàn），有利於提升我國在航空航天、軍工製造、精密醫療等領域技術能力。

　　據（jù）介紹，SLM金（jīn）屬3D打印（yìn）設備已進（jìn）入商業化發展的快車（chē）道（dào），近3年裝備的裝機台數（shù）增長率均超過50%，裝備製造廠家快速擴張，傳統裝備製造巨頭也開始介入。但我國成（chéng）熟的商用SLM裝備的成形尺寸一般（bān）小於300mm，完全不能滿足大尺寸零件的製造需求；同時（shí），還存（cún）在成形效（xiào）率（lǜ）低，成形過程工藝變量多，成形質（zhì）量不（bú）能量化控製等問題。而成形尺（chǐ）寸範圍在500mm×500mm×500mm 以上的金屬（shǔ）3D打印設備的商業化（huà）研發主要集中在歐美等發達國家，為他們所壟斷，他們在SLM設備、軟件及工藝等領域的研究均處於（yú）國際領先地位，因此在航空航天、軍工製造等領域都領超我國較多水平。更令人擔憂的是，雖然（rán）我國SLM技術的應用（yòng）和研究機（jī）構較多，但是針對大尺寸粉末床SLM設（shè）備的國產化尚無成功的商業化案例。

　　馮濤介紹，由北京易加三（sān）維科技有限公司承擔的“大（dà）尺（chǐ）寸粉末床選區（qū）激光（guāng）熔化增材製造工藝與裝備研發”項目，將通過對大尺寸粉末床SLM金屬3D打印智能裝備的設計與研製，完成針對小尺寸SLM金屬3D打印設備向大尺寸SLM金屬3D打印設備的（de）飛躍。項目提出雙艙室雙工位隔離作業模塊化布局的總體設計思路，方便大（dà）尺寸零件的取出，有效減少了惰性氣體的用量，同時解決雙工位（wèi）轉（zhuǎn）換的氣體密封、粉料的（de）高精度變量供給與（yǔ）回收、氣氛的智能循環淨化等技術難題。

　　該項目還提出並實現同時滿足大尺寸（cùn）和高效率的多激光多振鏡分區掃描及（jí）其光（guāng）路設計與控製技術，實現多激光聚焦光斑的定位精度、激光（guāng）功率的一致性和（hé）多振鏡掃描邊界的有效（xiào）搭接，在保證大尺寸零件加工精度的前提下，有效（xiào）提高了加工效率（lǜ）。突破（pò）大功率長時（shí）間工作條（tiáo）件下的光學係統的（de）穩定（dìng）性控製（zhì）技術，實現建造過程熔池狀態、成形件幾（jǐ）何尺寸、工（gōng）作艙氣氛、鋪粉狀態等實時監測、診斷及智能處理技（jì）術，在提高（gāo）設備智能化的同（tóng）時（shí）保證了運行（háng）的穩定性（xìng）和可靠性，滿足了連續成形大尺寸零部件加工（gōng）的要求。研發（fā）出基於熔池的凝固、掃描區域溫度場、工件幾何特征、變形與多激光多振鏡分區掃描（miáo）等多因素集成的擁有自主知（zhī）識產權的成形軟件（jiàn），減少大尺寸複雜件（jiàn）成形過程中激（jī）光的通斷次數和不（bú）均勻（yún）變（biàn）形，提高製造效率的同時保證了加工質量。

　　據悉，該項目研發的裝備支持鈦合金、高強合金（jīn）鋼、高強鋁合（hé）金、高溫合金等多種金屬複（fù）雜構件（jiàn）的高效率成形（xíng），製造效（xiào）率（lǜ）可達到≥120cm3/h，成形尺寸範（fàn）圍≥500mm×500mm×500mm，成形幾何精度≤±100μm，表麵粗糙度≤Ra12，裝（zhuāng）備（bèi）的無故障運行時間≥500h，並將在航空航天領域開展示範化應（yīng）用，完成多款航空航天大尺寸零件的製造，並進行（háng）裝機驗證，真正的將大尺寸3D打印（yìn）零件應用於（yú）我國的航空航天領域。同時將製定出4種典型材料（鈦合金（jīn）、高強合金鋼、高強鋁合金、高溫（wēn）合金）的SLM成形工藝標準規範，為大尺寸3D打（dǎ）印應用於航空航天領域建（jiàn）立良好的應用標準（zhǔn）。

　　馮濤特別強調，“大尺寸粉末床選區激光熔化增材製造工藝與裝（zhuāng）備研發”項目提（tí）出對大尺寸SLM金屬3D打印設備進行係列化（huà）模塊研製，此技術具備國際先進水平，可填補我（wǒ）國此項技術的空白（bái），會促（cù）使國外同類設備進入中國市場的價格（gé）大幅降低，項目執（zhí）行期內將完成不（bú）少於（yú）兩台套的設備銷售指標，未來10年（nián）內將會帶來20億元（yuán）的市場份額。

　　據悉，該項（xiàng）目的研發終將解決現在粉末床（chuáng）SLM金屬零件建造效率較低、質量仍與鍛件有差距、設備的智能化（huà）水平低、可靠性及穩定性較差，不適合（hé）製造大型整體零件等世界性（xìng）難題，將改變我國在大尺寸粉末床SLM工藝、設備（bèi）以及成形軟件開發等方麵一直以來落後於國外的局麵。同時，在金屬3D打印與激光製造等方（fāng）麵關鍵技術會有很大突（tū）破，超前部署研發（fā）我國下一代（dài）粉末床金屬3D打（dǎ）印設備，促進傳統製造業轉型升級，支撐我國（guó）高端製造業發展。