2月4日晚,北京第二十四屆冬季奧林匹克運動會開幕式上,最后一棒火炬放入“大雪花”中央,繼續(xù)燃燒。這其中哈爾濱工業(yè)大學材料學院蘇彥慶教授團隊3D打印技術有效助力了北京冬奧會零碳排放火炬的研發(fā)和制造。
熊熊燃燒的奧運主火炬閃爍著“綠色冬奧”“科技冬奧”的火光。在主火炬和手持火炬的設計研制中,3D打印技術在火炬的研發(fā)和制造過程中發(fā)揮了重要作用。
北京冬奧會“飛揚”火炬造型如絲帶飄舞,旋轉上升,最終呈現(xiàn)為飛揚的火焰,飽含著美好的寓意。充滿藝術感的造型進一步壓縮了內部空間,增加了火炬設計、加工和制造難度。主火炬的“高顏值”需要過硬的技術支撐,既要展現(xiàn)火炬的輕盈,又要實現(xiàn)整體結構的穩(wěn)定性。
中國航天科技集團有限公司與哈工大及哈特三維科技有限公司聯(lián)合攻關,發(fā)揮學校多年來在新材料、精密成形技術和裝備研發(fā)方面的技術優(yōu)勢,最終選定用3D打印技術研制火炬,攻克了火炬在研制過程中精密成形的難題。
蘇彥慶教授團隊對多種3D打印材料進行了測試和優(yōu)化,對火炬內部結構進行了成形工藝優(yōu)化,對燃燒器3D打印工藝進行了系統(tǒng)驗證和改進,最終成功制備出完全滿足要求的氫火炬及其燃燒系統(tǒng),保障了冬奧會主火炬燃燒的可靠性。
此外,為保證火炬外觀質量和燃燒效果,除要求尺寸精度準確外,還需要保證3D打印火炬內部的致密度接近鍛態(tài)以保證內部燃燒器氣密性要求和火炬表面拋光質量要求。蘇彥慶教授團隊及哈特三維技術團隊對3D打印裝備進行了改進,配套研發(fā)了新型打印工藝,進一步提升了打印效率和打印火炬內部質量,滿足了火炬生產(chǎn)的各方面要求。
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