由華中科技大學機械學院張海鷗教授主導研發(fā)的一項金屬3D打印技術“智能微鑄鍛”，在3D打印技術中加入鍛打技術，能生產(chǎn)結實、耐磨的金屬產(chǎn)品，打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙，有望開啟人類實驗室制造大型機械的新篇章。

傳統(tǒng)機械制造中，澆鑄后的金屬材料不能直接加工成高性能零部件，必須通過鍛造改造其內部結構，解決成型問題。但是對超大鍛機的過度依賴，導致機械制作投資大、成本高且制作流程長、能耗巨大、污染嚴重、浪費嚴重并難以制作梯度功能材料零件。

作為后起之秀的常規(guī)金屬3D打印技術因能夠解決傳統(tǒng)制造業(yè)的以上弊病而受到青睞。然而，常規(guī)3D打印同樣存在致命缺陷：一是沒有經(jīng)過鍛造，金屬抗疲勞性嚴重不足；二是制件性能不高；三是存在氣孔和未融合部分；四是大都采用激光、電子束為熱源，成本高昂。因而形成了“中看不中用”無法高端應用的局面。

為解決這一世界性難題，張海鷗團隊經(jīng)過十多年潛心攻關，研制出微鑄鍛同步復合設備創(chuàng)造性地將金屬鑄造、鍛壓技術合二為一，實現(xiàn)了首超西方的微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新，從而大幅提高了制件強度和韌性，提高了構件的疲勞壽命和可靠性。不僅能打印薄壁金屬零件，而且能打印出大壁厚差的金屬零件，省去了傳統(tǒng)巨型鍛壓機的成本。

該技術以金屬絲材為原料，材料利用率達到80％以上，絲材料價格成本為目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左右。在熱源方面，使用高效廉價的電弧為熱源，成本為目前普遍使用的大多需要進口的激光器的1/10。

華中科技大學科研團隊在3D打印技術中加入鍛壓技術，研制出一套微鑄鍛同步復合設備，在全球首次打印出具有鍛件性能的高端金屬零件。該團隊22日在武漢向媒體公布上述成果。據(jù)介紹，該裝備已打印出長2.2米重260公斤的高性能金屬鍛件和飛機用鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等金屬材料，打破了3D打印行業(yè)存在的最大障礙。3D打印已成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動力。然而，由于打印不出經(jīng)久耐用的材質，全球3D打印行業(yè)處在“模型制造”和展示階段。經(jīng)過10多年攻關，華中科技大學數(shù)字裝備與技術國家重點實驗室教授張海鷗帶領團隊研制出微鑄鍛同步復合設備，獲國際和國內發(fā)明專利多項。

張海鷗介紹，該裝備在3D打印過程中把金屬鑄造、鍛壓技術合二為一，實現(xiàn)了邊鑄邊鍛等軸細晶化，大幅提高了零件強度和韌性；在制造過程中復合銑削，降低了加工難度；通過計算機直接控制鑄鍛銑路徑，降低了設備投資和運行成本。在零件尺寸方面，也有突破。張海鷗稱，目前德國某公司掌握著世界激光選擇性熔化3D打印金屬零件最大尺寸的技術，不過均為一米以下的小型件?！拔覀?設備打印出來的尺寸)是他們(德國某公司)的4倍，還可以打印出與激光送粉成形和電子束送絲成形尺寸相當?shù)牧慵??！睆埡ｚt說。

張海鷗介紹說，該設備還可大大縮短產(chǎn)品周期：制造一個兩噸重的大型金屬鑄件，過去需要3個月以上，現(xiàn)在僅需10天左右。生產(chǎn)設備功率只需50千瓦，改變了傳統(tǒng)機械制造高能耗、重污染的生產(chǎn)方式。