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应用案例│华曙高科3D打印助哈尔滨工业大学增材制造及精密加工技术研究取得多项成果

发布时间:2022.10.26

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哈尔滨工业大学机电工程学院是哈工大历史最悠久的院系之一,其发展过程中创造了许多中国第一:如我国第一台弧焊机器人和第一台点焊机器人、第一台数控超精密加工机床、第一台空间在轨维护机器人等,是全国首批硕士点(1981)和博士点(1986)学科、首批(1987)博士后流动站、首批(1998)一级学科博士学位授权点单位,双一流学科,2007年被评为国家首批一级重点学科,学院机械工程学科在全国第四轮学科评估中获评A+档。

近年来,哈工大机电工程学院采用华曙高科开源金属增材制造解决方案FS271M,聚焦国家重大需求,立足航天、服务国防、面向国民经济主战场,开展了一系列科研工作,其中包括:增材制造及精密加工技术研究、新型高强铝制造技术研究、新型高强铝纳米复合材料先进模拟与成型技术研究等,解决了尖端、精密部件国外垄断难题。

与此同时,哈工大机电工程学院博士生导师于天宇教授入选国家高层次人才青年项目,在增材制造领域主持过自然青年,科技部外专项目,留学基金委加拿大高层次人才培养项目10余项,并发表高水平SCI 论文30余篇,1区Top16篇。

对研发型用户而言,可成形材料范围、工艺参数丰富性和开放性、关键参数的实时监控、设备稳定性等都是其重点考虑的因素。2015年,华曙高科推出了开源金属增材制造系统FS271M,该设备在海内外航空航天、汽车、医疗、模具、教育等行业的单一机型装机量超100台,其参数开源、人机友好、操作便捷、高效成熟等优势获得了产业化用户的一致好评。

于天宇教授表示:“在双一流学科经费支持下,我们通过广泛市场调研,配置了华曙高科金属3D打印设备FS271M,它参数开源,运行稳定,激光功率可达450W,打印的点阵结构工件品质稳定,比强度优异,为我们的科研工作提供了强有力的支持。”

华曙高科金属3D打印系统FS271M在哈尔滨工业大学机电工程学院稳定运行多年。

随着航空航天、汽车工业的高速发展,产品复杂化、个性化趋势明显,传统制造方法很难满足航空航天中晶格、内流道等复杂形状模型的制造需求,新型复合材料亟待向着更高设计制造自由度的方向发展。而金属增材制造技术适合复杂结构的快速制造,能实现个性化定制、缩短制造周期,以及航空航天领域高附加值产品的制造。

基于华曙高科金属3D打印技术的SLM多壁碳纳米管增强AlSi10Mg研究

在科研过程中常需要连续打印多个或多批样品,加之结合研究场景中不同的金属粉末配比,若出现成形样品缺陷,会严重影响研究结论的客观准确性。哈工大机电工程学院采用FS271M设备,在铝合金纳米复合材料塑性本构模型、增材制造成形机理、摩擦磨损性能、微观组织与机械性能智能预测方面开展了前期工作,正在合作开展铝合金相场模拟仿真研究,FS271M打印样品稳定、一致性高的特点为多场景、多维度的检测和比对提供可靠依据,科研团队发表的相关论文被橡树岭国家实验室、卢秉恒院士团队、鲁汶大学、斯洛伐克国家科学院采纳。

24种20mm边长点阵结构增材制造图

2020年,华曙高科发布了FS271M全面升级换代产品——FS273M, 它承袭了FS271M 的开源和优良品质,增加了双激光配置,并专为科研用户开发了大小缸配置,小缸进行材料开发,大缸进行零件试制,左右激光光斑一大一小,光斑尺寸连续可调,不仅能帮助科研用户降低使用成本,还能达到最佳打印效果,获得科研用户认可好评。

目前,华曙高科已与中南大学、北京理工大学、四川大学等全球50余家知名高校合作,共同推动3D打印创新。

2022年11月1日,华曙高科将携手哈尔滨工业大学、聊城大学及合作伙伴,举办“3D打印+教育,共创新价值——华曙高科线上研讨会”,聚焦金属和高分子3D打印在教育行业的创新和应用,解读高校增材制造智能化、3D打印实验室建设、人才培养等热点话题,欢迎报名参加!