近日，國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室公示了2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的受理項(xiàng)目名單，其中“大型復(fù)雜高端零件微鑄鍛同步超短流程制造技術(shù)與裝備”提名2020年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該成果由中國科學(xué)家張海鷗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十七年研發(fā)完成。

國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)授予運(yùn)用科學(xué)技術(shù)知識(shí)做出產(chǎn)品、工藝、材料及其系統(tǒng)等重大技術(shù)發(fā)明的中國公民。金屬3D打印“微鑄鍛”技術(shù)由湖北省科技廳向國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室提名，入圍2020年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)候選名單。提名意見描述，“該重大原創(chuàng)性成果，有力支撐我國高端裝備自主創(chuàng)新，引領(lǐng)短流程制造技術(shù)革命和傳統(tǒng)工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)?！?br />
該技術(shù)由華中科技大學(xué)教授張海鷗首創(chuàng)、武漢天昱智能制造有限公司孵化，團(tuán)隊(duì)將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，顛覆了自古整體先鑄后鍛的認(rèn)知，首創(chuàng)微鑄鍛增等材同步制造方法與理論，發(fā)明并研發(fā)了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競爭力的微鑄鍛同步制造系列技術(shù)與裝備，攻克了大型復(fù)雜高端鍛件無法高品質(zhì)短流程制造的”卡脖子”難題。

這項(xiàng)原創(chuàng)金屬3D打印技術(shù)能夠提名國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，充分說明，該技術(shù)在原創(chuàng)性、領(lǐng)先性、技術(shù)難度與成熟完備性的巨大優(yōu)勢，以及社會(huì)效益及發(fā)展前景的巨大潛力。

Wuhan Tianyu“大型復(fù)雜高端零件微鑄鍛同步超短流程制造技術(shù)與裝備”歸屬國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)材料與冶金組

硬核科技助力團(tuán)隊(duì)拿到復(fù)工復(fù)產(chǎn)后的首個(gè)核電領(lǐng)域大單

4月14日，國家工業(yè)和信息化部黨組成員、副部長王江平一行走訪天昱智造。王江平表示：”該技術(shù)是綠色的、性能優(yōu)異的金屬3D打印技術(shù)；希望企業(yè)堅(jiān)持落實(shí)防疫工作、為行業(yè)發(fā)展做出進(jìn)一步貢獻(xiàn)?！?br /> 在天昱智造生產(chǎn)廠房里，一個(gè)個(gè)復(fù)雜金屬零件結(jié)合獨(dú)特微鑄鍛銑工藝，邊打印邊加工?！拔覀兺ㄟ^在線采集光、電、熱、力、聲等全方位信號(hào)數(shù)據(jù)，并自寫算法建模分析進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測與缺陷判定，實(shí)現(xiàn)邊鑄邊鍛、鑄鍛同步、形性同控，從而確保增材制造鍛件的高可靠性與穩(wěn)定性?！睆埡ｚt團(tuán)隊(duì)博士生王湘平與符友恒介紹，“鑄鍛銑一體化的制造過程必須得做到極致的嚴(yán)謹(jǐn)，弧光跳動(dòng)稍有異常甚至成形聲音不對(duì)都會(huì)對(duì)鑄鍛形性造成影響?！?br />
復(fù)工以來，3D打印“微鑄鍛”產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊(duì)已拿到首個(gè)核電領(lǐng)域訂單，科研團(tuán)隊(duì)也在加緊研發(fā)涉及航空航天、艦船等領(lǐng)域的新型高端零件，包括鋁合金艙段、不銹鋼泵推葉輪、超高強(qiáng)鋼吊掛盒段底梁，以及鈦合金吊掛外后接頭等。張海鷗表示，全員復(fù)工后，年前積壓的訂單加上現(xiàn)在的新訂單，一年的產(chǎn)能可達(dá)到5000萬左右。

原創(chuàng)“微鑄鍛”攻克3D打印傳統(tǒng)技術(shù)難題 或?qū)⒏淖兪澜缃饘?D打印格局

傳統(tǒng)機(jī)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(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決成型問題。但是對(duì)超大鍛機(jī)的過度依賴，導(dǎo)致機(jī)械制作投資大、成本高且制作流程長、能耗巨大、污染嚴(yán)重、浪費(fèi)嚴(yán)重并難以制作梯度功能材料零件。

常規(guī)金屬3D打印技術(shù)同樣存在致命缺陷：一是沒經(jīng)過鍛造，綜合力學(xué)性能不及鍛件，尤其是韌性和疲勞性能；二是冶金質(zhì)量難以控制，易產(chǎn)生氣孔、未熔合等冶金缺陷；三是設(shè)備成本和制造成本較高，熱源多采用大功率激光或電子束，需整體密閉保護(hù)，成形空間有限，材料成本昂貴。

因此，現(xiàn)有技術(shù)未能解決大型復(fù)雜高端鍛件高品質(zhì)短流程制造的“卡脖子”難題，無法滿足重點(diǎn)領(lǐng)域高端裝備優(yōu)質(zhì)高效低成本研制之急需。

張海鷗團(tuán)隊(duì)研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備創(chuàng)造性地將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了首超西方的微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新。其制造品質(zhì)和效率遠(yuǎn)優(yōu)于國際同類水平：僅用萬噸鍛機(jī)萬分之一壓力，獲合金鋼12級(jí)均勻超細(xì)等軸晶，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造8級(jí)，疲勞壽命超過國際航空鍛件水平；裝備可鍛面積全球最大，成形效率為國外頂級(jí)水平的3倍，節(jié)能90%。

“金屬3D打印‘微鑄鍛’技術(shù)完全改變了傳統(tǒng)機(jī)械制造長期依靠高能耗、重污染的方式，或?qū)㈤_辟機(jī)械制造史上前所未有的綠色制造時(shí)代，使傳統(tǒng)制造的不可能成為可能?！睆埡ｚt說。

“中國打印”助推我國高端裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

習(xí)近平總書記指出，裝備制造業(yè)是制造業(yè)的脊梁，要加大投入、加強(qiáng)研發(fā)、加快發(fā)展，努力占領(lǐng)世界制高點(diǎn)、掌控技術(shù)話語權(quán)，使我國成為現(xiàn)代裝備制造業(yè)大國。以自主研發(fā)打造國之重器，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)推動(dòng)裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，可以更好地推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國制造強(qiáng)國夢。

當(dāng)前, 3D打印作為一項(xiàng)前沿性的先進(jìn)制造技術(shù)，已經(jīng)成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力，其中金屬3D打印領(lǐng)域不僅是該項(xiàng)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，更是助力中國邁向現(xiàn)代裝備制造業(yè)大國的突破口和試金石。

近日，國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室公示了2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的受理項(xiàng)目名單，其中“大型復(fù)雜高端零件微鑄鍛同步超短流程制造技術(shù)與裝備”提名2020年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該成果由中國科學(xué)家張海鷗帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十七年研發(fā)完成。

國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)授予運(yùn)用科學(xué)技術(shù)知識(shí)做出產(chǎn)品、工藝、材料及其系統(tǒng)等重大技術(shù)發(fā)明的中國公民。金屬3D打印“微鑄鍛”技術(shù)由湖北省科技廳向國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室提名，入圍2020年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)候選名單。提名意見描述，“該重大原創(chuàng)性成果，有力支撐我國高端裝備自主創(chuàng)新，引領(lǐng)短流程制造技術(shù)革命和傳統(tǒng)工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)?！?br />
該技術(shù)由華中科技大學(xué)教授張海鷗首創(chuàng)、武漢天昱智能制造有限公司孵化，團(tuán)隊(duì)將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，顛覆了自古整體先鑄后鍛的認(rèn)知，首創(chuàng)微鑄鍛增等材同步制造方法與理論，發(fā)明并研發(fā)了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競爭力的微鑄鍛同步制造系列技術(shù)與裝備，攻克了大型復(fù)雜高端鍛件無法高品質(zhì)短流程制造的”卡脖子”難題。

這項(xiàng)原創(chuàng)金屬3D打印技術(shù)能夠提名國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，充分說明，該技術(shù)在原創(chuàng)性、領(lǐng)先性、技術(shù)難度與成熟完備性的巨大優(yōu)勢，以及社會(huì)效益及發(fā)展前景的巨大潛力。

Wuhan Tianyu“大型復(fù)雜高端零件微鑄鍛同步超短流程制造技術(shù)與裝備”歸屬國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)材料與冶金組

硬核科技助力團(tuán)隊(duì)拿到復(fù)工復(fù)產(chǎn)后的首個(gè)核電領(lǐng)域大單

4月14日，國家工業(yè)和信息化部黨組成員、副部長王江平一行走訪天昱智造。王江平表示：”該技術(shù)是綠色的、性能優(yōu)異的金屬3D打印技術(shù)；希望企業(yè)堅(jiān)持落實(shí)防疫工作、為行業(yè)發(fā)展做出進(jìn)一步貢獻(xiàn)?！?br /> 在天昱智造生產(chǎn)廠房里，一個(gè)個(gè)復(fù)雜金屬零件結(jié)合獨(dú)特微鑄鍛銑工藝，邊打印邊加工?！拔覀兺ㄟ^在線采集光、電、熱、力、聲等全方位信號(hào)數(shù)據(jù)，并自寫算法建模分析進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測與缺陷判定，實(shí)現(xiàn)邊鑄邊鍛、鑄鍛同步、形性同控，從而確保增材制造鍛件的高可靠性與穩(wěn)定性?！睆埡ｚt團(tuán)隊(duì)博士生王湘平與符友恒介紹，“鑄鍛銑一體化的制造過程必須得做到極致的嚴(yán)謹(jǐn)，弧光跳動(dòng)稍有異常甚至成形聲音不對(duì)都會(huì)對(duì)鑄鍛形性造成影響?！?br />
復(fù)工以來，3D打印“微鑄鍛”產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊(duì)已拿到首個(gè)核電領(lǐng)域訂單，科研團(tuán)隊(duì)也在加緊研發(fā)涉及航空航天、艦船等領(lǐng)域的新型高端零件，包括鋁合金艙段、不銹鋼泵推葉輪、超高強(qiáng)鋼吊掛盒段底梁，以及鈦合金吊掛外后接頭等。張海鷗表示，全員復(fù)工后，年前積壓的訂單加上現(xiàn)在的新訂單，一年的產(chǎn)能可達(dá)到5000萬左右。

原創(chuàng)“微鑄鍛”攻克3D打印傳統(tǒng)技術(shù)難題 或?qū)⒏淖兪澜缃饘?D打印格局

傳統(tǒng)機(jī)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(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決成型問題。但是對(duì)超大鍛機(jī)的過度依賴，導(dǎo)致機(jī)械制作投資大、成本高且制作流程長、能耗巨大、污染嚴(yán)重、浪費(fèi)嚴(yán)重并難以制作梯度功能材料零件。

常規(guī)金屬3D打印技術(shù)同樣存在致命缺陷：一是沒經(jīng)過鍛造，綜合力學(xué)性能不及鍛件，尤其是韌性和疲勞性能；二是冶金質(zhì)量難以控制，易產(chǎn)生氣孔、未熔合等冶金缺陷；三是設(shè)備成本和制造成本較高，熱源多采用大功率激光或電子束，需整體密閉保護(hù)，成形空間有限，材料成本昂貴。

因此，現(xiàn)有技術(shù)未能解決大型復(fù)雜高端鍛件高品質(zhì)短流程制造的“卡脖子”難題，無法滿足重點(diǎn)領(lǐng)域高端裝備優(yōu)質(zhì)高效低成本研制之急需。

張海鷗團(tuán)隊(duì)研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備創(chuàng)造性地將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了首超西方的微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新。其制造品質(zhì)和效率遠(yuǎn)優(yōu)于國際同類水平：僅用萬噸鍛機(jī)萬分之一壓力，獲合金鋼12級(jí)均勻超細(xì)等軸晶，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造8級(jí)，疲勞壽命超過國際航空鍛件水平；裝備可鍛面積全球最大，成形效率為國外頂級(jí)水平的3倍，節(jié)能90%。

“金屬3D打印‘微鑄鍛’技術(shù)完全改變了傳統(tǒng)機(jī)械制造長期依靠高能耗、重污染的方式，或?qū)㈤_辟機(jī)械制造史上前所未有的綠色制造時(shí)代，使傳統(tǒng)制造的不可能成為可能?！睆埡ｚt說。

“中國打印”助推我國高端裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

習(xí)近平總書記指出，裝備制造業(yè)是制造業(yè)的脊梁，要加大投入、加強(qiáng)研發(fā)、加快發(fā)展，努力占領(lǐng)世界制高點(diǎn)、掌控技術(shù)話語權(quán)，使我國成為現(xiàn)代裝備制造業(yè)大國。以自主研發(fā)打造國之重器，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)推動(dòng)裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，可以更好地推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國制造強(qiáng)國夢。

當(dāng)前, 3D打印作為一項(xiàng)前沿性的先進(jìn)制造技術(shù)，已經(jīng)成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力，其中金屬3D打印領(lǐng)域不僅是該項(xiàng)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，更是助力中國邁向現(xiàn)代裝備制造業(yè)大國的突破口和試金石。