增材制造技术(Additive manufacturing, AM)是种集先进制造、智能制造、绿色制造、新材料、精密控制等技术于一体的新技术。增材制造技术以三维数字模型为基础,将材料通过分层制造、逐层叠加的方式制造出三维实体。激光选区熔化技术(Selective laser melting, SLM)是增材制造技术的重要分支,其成型原理为:在基板上用刮刀铺一层金属粉末,然后用激光束在扫描振镜的控制下按照规划的路径快速照射粉末,使其发生熔化、凝固,形成冶金熔覆层,之后基板下降一定高度,重复之前的操作直至零件成型。SLM技术具有广阔的应用前景,成为增材制造领域近年来的研究热点之一。
材料智造与腐蚀性能测试实验室位于博学楼A101室,实验室拥有相关设备近500万元,主要包括多材料激光熔融金属快速成型系统装备、慢应变速率应力腐蚀试验机、全自动盐水浸泡试验机、恒温恒湿箱、盐雾试验箱以及大型注塑机。材料智造与腐蚀性能测试实验室主要研究方向包含新型耐腐蚀材料的设计与开发、超级不锈钢材料的制备与研究、以及多材料异质结构的设计和制备。其中,多材料激光熔融金属快速成型系统装备可以一体化成型多材料零部件。多材料零件由零件内物理分布的多种材料组成,可以集成各种材料的结构和功能,以在零件的预定位置实现可定制的性能(局部耐磨性、高导热性、隔热性、耐化学腐蚀性等)。多个材料在一个零件中的特定分布可以实现比单个材料零件更好的性能。因此,多材料结构可以为采用创新结构和多材料布局的最终用途零件整体制造铺平道路,并满足航空航天、生物医学、汽车和模具行业日益增长的需求。慢应变速率应力腐蚀试验机主要用于检测、研究金属材料在特殊介质环境下的静态持久拉伸、蠕变、应力腐蚀等性能。
增材制造实验室主要功能如下:
(1) 开展本科生专业综合性实验,讲授3D打印的原理、设备结构等。
(2) 开展科研活动,培养增材制造方向的研究生。
(3) 开展金属零件耐腐蚀性能的测试。
图1 多材料激光熔融金属快速成型系统装备
图2 慢应变速率应力腐蚀试验机
图3 全自动盐水浸泡试验机
图4 恒温恒湿箱
图5 盐雾试验箱