中国网武汉6月12日讯 今天上午，湖北省科学技术奖励大会在武汉召开。华中科技大学机械学院张海鸥教授带领团队研发的金属微铸锻同步复合增材制造技术与装备，获得2019年度湖北省技术发明奖一等奖，张海鸥教授还在大会上发言（相关报道——应勇：以创新驱动发展新成绩谱写湖北高质量发展新篇章）。就在前不久，该团队研发的“大型复杂高端零件微铸锻同步超短流程制造技术与装备”提名2020年度国家技术发明奖一等奖。
获得20余项专利，整体技术居于国际领先水平
金属3D打印“微铸锻”技术由张海鸥团队潜心攻关近20年，在国际上首次实现了多自由度协同、组织性能优异、质量稳定可靠的微铸锻同步复合增材制造，有力支撑了我国大型高端装备自主创新，有望引领短流程制造技术革命和传统工业绿色转型升级。
湖北省技术发明奖一等奖给张海鸥教授团队的颁奖评语中写道：“该技术在技术原理、工艺及装备等方面取得突出创新，在国内外首次研制成功微铸锻合一装备，获得20余项专利等多项创新性成果，整体技术居于国际领先水平。”
张海鸥认为，科学的重大发现将显著改变人类的思想观念，技术的重大发明将改变人类的生活和生产方式。如今，科研基础条件大大改善，大力发展原创技术、实现产业化应用正当其时。
“金属3D打印‘微铸锻’颠覆了国内外传统机械制造工艺流程和装备，有望结束传统重工业制造方式，破解了复杂大型零件制造的‘卡脖难题’，将‘脏、重、险’的传统工业生产方式变为‘洁、轻、安’的美好生产方式。有望开辟中国领先于世界水平的绿色制造新时代。”张海鸥说。
曾研制首台世界最大锻件的3D打印装备
2000年初，张海鸥与王桂兰夫妇便开始踏上金属3D打印事业的漫漫征途。2009年，张海鸥开始构想如何让金属3D打印制件具备锻件性能，使之能应用于高端领域。“当时，很多同行在这里受阻或认可了3D打印不能打印锻件的论断。”张海鸥偏偏要去挑战这样一个大家都觉得不能完成的事。
张海鸥与和桂兰夫妇。 资料图
经过无数次磨难与失败，2016年，张海鸥团队终于研发出首台世界最大锻件的3D打印装备，该装备突破了“铸锻同步、控形控性、缺陷监测、自主修复”等难题，研制出世界最大锻件（16m2）的3D打印短流程制造装备，并打印出全球第一批锻件：铁路关键部件辙叉与重载超长导轨、C919承力件、超高压耐蚀高精度异型壳体。
“我们将原先需要8万吨力才能完成的动作，降低到八万分之一，也就是不到1吨的力即可完成，节能高达90％。”张海鸥说，“经过验证，锻件疲劳寿命超过国际航空锻件水平，且成形效率为国外顶级水平的3倍。”
可为大型螺旋桨制造提供“中国方案”
金属3D打印“微铸锻”技术不仅在“上天”的航空航天关键部件制造中大有可为，在“入海”的船舶潜艇制造中同样有用武之地。
使用金属3D打印“微铸锻”技术制造大型螺旋桨叶，将自动化焊接技术、多轴联动数控加工技术复合，同时使用微铸锻技术，在微区铸造的基础上，加入微区锻造，能够优化材料的综合机械性能。经综合检验，已进入规模化生产及实际应用阶段。
王桂兰教授介绍，在攻克了大型舰船用螺旋桨的制造难题后，他相继“啃下”了大型超高压泵及高低频重载复杂锻件制造的硬骨头，为船舶和核电等提供更为强劲、稳定的中国动力。
2016年以来，张海鸥团队利用金属3D打印“微铸锻”技术为合作单位研制多种推进器和动载承力的关键部件。
金属3D打印“微铸锻”技术破解了复杂大型零件制造的“卡脖难题”，对国之重器的自主创新意义重大。相关产品已应用于大型飞机、航空发动机、燃气轮机、航天、船舶、先进轨道交通、核电等多个大国重器的装备制造领域。
“未来随着各种新金属材料的出现，我们将进一步拓展适用增材制造的金属材料性能数据库。此次获得湖北省发明奖一等奖代表了业界对我们的肯定，这是一个新的起点。”张海鸥说。
（成国煌）