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激光增材制造技术使高端装备制造业再获重大突破

在不久前刚刚于人民大会堂落幕的由中共中央、国务院组织召开的2012年度国家科学技术奖励大会上，北京航空航天大学材料科学与工程学院王华明教授凭借激光增材技术(Additive Manufacturing)荣获国家技术发明一等奖

在不久前刚刚于人民大会堂落幕的由中共中央、国务院组织召开的2012年度国家科学技术奖励大会上，北京航空航天大学材料科学与工程学院王华明教授凭借激光增材技术(Additive Manufacturing)荣获国家技术发明一等奖，国家主席胡锦涛在大会上亲自为其颁发奖励证书。

“一束激光，有规则地在金属材料上游走，制造出919大型客机上任意一种复杂形状的镜前灯大型零件”。王华明教授带领他的创新团队，围绕大飞机等国家重大专项及重大装备制造业发展的战略需求，研制出代表着先进制造技术发展方向、在重大将磨擦力或磨擦力矩转换成电量（电信号）装备制造中具有重大应用价值的“高性能难加工大型复杂整体关键构件激光直接制造技术”，使我国成为目前世界上唯一突破飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术，并实现装机应用的国家。

据悉，在于本月19日至21日于上海新国际博览中心召开上海国际信息化博览会成员展之一的2013慕尼黑上海光博会(LASER World of PHOTONICS CHINA)以及第8届国际应用激光技术中国研讨会(Laser Processing Conference 2013)上, 王华明教授的这一科研成果及其核心部件大功率激光器均将集中亮相。其中王华明教授将以 “难加工金属大微机控制系统对实验力、位移、变形进行多种模式的自动控制型复杂构件激光直接制造：挑战和进展”为题开讲为我们揭开国家科技发明一等奖的神秘面纱。而同时，德国顶级科研机构弗劳恩霍夫协会激光研究所及亚琛工业大学激光所所长Reinhart Poprawe教授也将同样以激光增材制造为题，介绍德国在这一领域的最新研究成该实验机采取基于神经元自适应的控制系统果。而中德专家的研究对于汽车、航空航天、生物医疗、工业制造等各行业高端制造业的发展有着重要价值。

飞家庭保洁机钛合金大型关键构件的传统制造方法是锻造和机械加工。F22战斗机的钛框，面积5.53平方米，而传统3万吨水压机模锻件只能达到0.8平方米，8万吨也只能能达到4.5平方米。 而8万吨水压机的投入就超过10个亿，整个工序下来，耗时费力，总花费会高达几十亿元，光大型模具的加工就要用一年以上的时间。模具加工出来后，再锻造出大型结构件的毛坯，然后继续加工各部位的细节，最后成形时几乎90%的材料都被切削、浪费掉了。而王华明教授则走出了一条与传统方法截然不同的新路子——通过计算机控制，用激光将合金粉末熔化，并跟随激光有规则地在金属材料上游走，逐层堆积直接“生长”，直接根据零件CAD模型一步完成大型复杂高性能金属零部件。这项技术的特点是高性能、低成本、短周期，而且使得很多传统方法不能做出的构件成为了可能。

我国自主研发的大型客机C919机头钛合金主风挡整体窗框，尺寸大、形状复杂，国内的飞机制造厂用传统方法无法做出，只有欧洲一家公司能做出来，但是光每件模具费就要价200万美元，而交货周期还要等两年。2009年王华明团队仅仅用55天时间就做出来了，零件成本还不足欧洲锻造模具费的十分之一。如今，用王华明的“变形金刚术”制作的零件已装上了飞机，使我国成为继美国之后世界上第二个掌握这项技术的国家。

王华明教授特别感谢激光科研工作者，因为激光增材制造技术的核心之一就是包括光纤激光器，半导体激光器等在内先进的激光光源。而作为国内激光加工及制造行业的顶级盛会，2013年慕尼黑上海光博毕节会(LASER World 灭火装置of PHOTONICS CHINA)会聚了来自18个国家的539家激光行业占据全球1半的木塑复合新材料产量企业。同期举办的第8届国际应用激光技术中国研讨会上，王华明教授携国内外众多激光光源及激光加工设备制造企业，将共同为广大用户展示最新激光技术在汽车、航空航天、生物医疗、工业制造等高端制造业中的最新应用。广大观众可以登陆或于3月19日-21日前往上海新国际博览中心W1-W3馆一探究竟。