我國(guó)目前最大的金屬3D打印（增材制造）裝置近日在天津?yàn)I海—中關(guān)村科技園正式落成。這一裝置由北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院劉長(zhǎng)猛教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，專注于低成本、高性能海洋裝備的制造需求。該設(shè)備的首次應(yīng)用，已經(jīng)成功完成了20米級(jí)大型金屬點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的制造。

“這臺(tái)巨大的‘3D打印機(jī)’，突破了懸空結(jié)構(gòu)無(wú)支撐3D打印的技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了大型金屬點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的制造?！眲㈤L(zhǎng)猛說(shuō)，相比傳統(tǒng)制造模式，這種大型金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)3D打印新方法，具有設(shè)計(jì)制造一體化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)無(wú)支撐制造、輕量化等特點(diǎn)。

這臺(tái)3D打印裝備采用雙龍門設(shè)計(jì)，一側(cè)龍門承載24個(gè)打印頭，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)大尺寸結(jié)構(gòu)件多弧協(xié)同成型；另一側(cè)龍門安裝16個(gè)打印頭，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)小尺寸結(jié)構(gòu)件同步成型。同時(shí)，該裝備通過(guò)全自研專用集成控制系統(tǒng)，可完成差異化功能服務(wù)、復(fù)雜控制與計(jì)算密集型任務(wù)。

據(jù)該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人劉長(zhǎng)猛介紹，金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)多弧并行3D打印技術(shù)突破了懸空結(jié)構(gòu)無(wú)支撐3D打印的技術(shù)難關(guān)，首次實(shí)現(xiàn)20米級(jí)大型金屬點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的制造，相比傳統(tǒng)制造模式，具有設(shè)計(jì)制造一體化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)無(wú)支撐制造、輕量化等特點(diǎn)。

“設(shè)備投入生產(chǎn)后，主要批量生產(chǎn)兩種類型的點(diǎn)陣型材。一種是輕量化型材，較傳統(tǒng)方式減重30%以上，其降噪抗爆功能很好，多用于船舶、潛艇、裝甲車輛及大翼展飛行器等領(lǐng)域；另一種是低成本型材，利用鋼板點(diǎn)陣混凝土結(jié)構(gòu)，綜合成本可降低70%以上，兼具經(jīng)濟(jì)性、密封性、穩(wěn)定性和安全性等。未來(lái)，我們有望通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)千米級(jí)超大型海洋浮式平臺(tái)低成本建造。”劉長(zhǎng)猛介紹說(shuō)。

多年來(lái)，劉長(zhǎng)猛帶領(lǐng)的北理工機(jī)械與車輛學(xué)院跨尺度增材制造團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)海洋裝備制造，研發(fā)極低成本、超大型增材制造技術(shù)和裝置。他透露，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在2025年末實(shí)現(xiàn)增材制造鋼板點(diǎn)陣混凝土結(jié)構(gòu)50米級(jí)浮式平臺(tái)下水，以驗(yàn)證模塊化建設(shè)方法和耐海洋環(huán)境綜合適用性。

團(tuán)隊(duì)還規(guī)劃在渤海建設(shè)國(guó)際首個(gè)千米級(jí)海洋浮式平臺(tái)，利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、波浪能、氫能等多種可再生能源，形成一個(gè)高效的海洋能源綜合開發(fā)平臺(tái)，為我國(guó)深遠(yuǎn)海浮式基地建設(shè)提供保障。

我國(guó)目前最大的金屬3D打印（增材制造）裝置近日在天津?yàn)I海—中關(guān)村科技園正式落成。這一裝置由北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院劉長(zhǎng)猛教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，專注于低成本、高性能海洋裝備的制造需求。該設(shè)備的首次應(yīng)用，已經(jīng)成功完成了20米級(jí)大型金屬點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的制造。

“這臺(tái)巨大的‘3D打印機(jī)’，突破了懸空結(jié)構(gòu)無(wú)支撐3D打印的技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了大型金屬點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的制造?！眲㈤L(zhǎng)猛說(shuō)，相比傳統(tǒng)制造模式，這種大型金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)3D打印新方法，具有設(shè)計(jì)制造一體化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)無(wú)支撐制造、輕量化等特點(diǎn)。

這臺(tái)3D打印裝備采用雙龍門設(shè)計(jì)，一側(cè)龍門承載24個(gè)打印頭，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)大尺寸結(jié)構(gòu)件多弧協(xié)同成型；另一側(cè)龍門安裝16個(gè)打印頭，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)小尺寸結(jié)構(gòu)件同步成型。同時(shí)，該裝備通過(guò)全自研專用集成控制系統(tǒng)，可完成差異化功能服務(wù)、復(fù)雜控制與計(jì)算密集型任務(wù)。

據(jù)該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人劉長(zhǎng)猛介紹，金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)多弧并行3D打印技術(shù)突破了懸空結(jié)構(gòu)無(wú)支撐3D打印的技術(shù)難關(guān)，首次實(shí)現(xiàn)20米級(jí)大型金屬點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的制造，相比傳統(tǒng)制造模式，具有設(shè)計(jì)制造一體化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)無(wú)支撐制造、輕量化等特點(diǎn)。

“設(shè)備投入生產(chǎn)后，主要批量生產(chǎn)兩種類型的點(diǎn)陣型材。一種是輕量化型材，較傳統(tǒng)方式減重30%以上，其降噪抗爆功能很好，多用于船舶、潛艇、裝甲車輛及大翼展飛行器等領(lǐng)域；另一種是低成本型材，利用鋼板點(diǎn)陣混凝土結(jié)構(gòu)，綜合成本可降低70%以上，兼具經(jīng)濟(jì)性、密封性、穩(wěn)定性和安全性等。未來(lái)，我們有望通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)千米級(jí)超大型海洋浮式平臺(tái)低成本建造。”劉長(zhǎng)猛介紹說(shuō)。

多年來(lái)，劉長(zhǎng)猛帶領(lǐng)的北理工機(jī)械與車輛學(xué)院跨尺度增材制造團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)海洋裝備制造，研發(fā)極低成本、超大型增材制造技術(shù)和裝置。他透露，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在2025年末實(shí)現(xiàn)增材制造鋼板點(diǎn)陣混凝土結(jié)構(gòu)50米級(jí)浮式平臺(tái)下水，以驗(yàn)證模塊化建設(shè)方法和耐海洋環(huán)境綜合適用性。

團(tuán)隊(duì)還規(guī)劃在渤海建設(shè)國(guó)際首個(gè)千米級(jí)海洋浮式平臺(tái)，利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、波浪能、氫能等多種可再生能源，形成一個(gè)高效的海洋能源綜合開發(fā)平臺(tái)，為我國(guó)深遠(yuǎn)海浮式基地建設(shè)提供保障。