中国粉体网讯 近日，2019年中国先进技术转化应用大赛决赛及颁奖仪式在江西南昌隆重举行，顶立科技的“基于增材制造的某型燃气轮机导向叶片研发及应用示范”项目获大赛产业化类优胜奖。
中国先进技术转化应用大赛是由工业和信息化部、科技部、财政部、国防科工局、全国工商联等联合主办，从6月项目征集，到8月北京初赛，9月镇江、九江、新余、荥阳四地同步半决赛，直至11月南昌总决赛，历时5个多月。大赛项目涵盖新一代信息技术、先进材料、智能制造、新能源与节能环保、生物技术等六个重点领域，汇聚了全国30个省(自治区、直辖市)、14家中央企业和部分高校、科研院所、民营企业共1034个项目。工业和信息化部党组书记、部长苗圩，江西省委书记刘奇，中央军融办副主任王树年，国防科工局局长张克俭，全国工商联副主席黄荣及科技部、财政部等有关部委领导出席颁奖仪式并参观优秀项目展览。
顶立科技的“基于增材制造的某型燃气轮机导向叶片研发及应用示范”项目围绕激光选区熔化增材制造技术（SLM），以南方燃机某型导向叶片需求为牵引，通过攻克模型重构、成分分析、关键材料自主研制、增材制造及后处理工艺开发等关键技术，在国内首次实现了增材制造技术在燃机热端部件的装机应用。
导向叶片是燃气轮机中工作负荷最重的核心部件，工作环境恶劣，报废量极高，由于没有设计图纸，材料体系不明，制造成本高、周期长等因素影响，国内燃气轮机制造单位使用的导向叶片长期依赖进口，顶立科技经过反复研究，采用增材制造逆向工程技术，攻克了导向叶片快速制造的技术难题，成功实现了自主研发与生产。
创新点1：基于增材制造的逆向反推技术
1、采用用工业蓝光扫描确定导向叶片外轮廓，采用工业CT确定导向叶片内轮廓，采用三坐标测量拟合，模型去噪，确定导向叶片最终三维模型。
2、综合利用ICP、SEM与EDS等分析手段，对导向叶片进行表征和技术分析，从而得到导向叶片合金成分信息。
技术突破：复杂零件的快速重构技术、材料精准分析技术
创新点2：高纯洁净粉末高温合金制备技术
纯净度与流动性是影响打印质量的关键要素，2016年，顶立科技自主研发的国内首台等离子旋转雾化制粉设备，攻克超高转速等离子旋转雾化制粉技术，解决导向叶片专用高温合金粉体材料纯度、粒度、缺陷、元素烧损等控制难题。
顶立科技创新采用柔性自密封高速旋转及微氧控制技术、装备自适应柔性控制与在线调控、修正技术、增材制造专用超洁净粉体制备工艺研究技术；生产所用粉末均达到氧含量小于100ppm，夹杂物1kg≤10颗、流动性＜15s/50g的航空标准要求。
技术突破：高性能、超洁净、高致密度、高球形度专用合金材料制备技术
同时，为实现对导向打印质量的全面把控，研发团队通过千百次工艺优化试验，得到最优的打印工艺参数，确保试验块内部不存在气孔、裂纹、未熔合等缺陷，打印构件致密度达到99.5%以上，采用去应力退火、固溶、时效处理等热处理制度，改善打印构件内部组织结构，提高构件疲劳/持久性能，采用工业CT探伤，打印件达到“无裂纹、无孔洞、无残留粉”的三无标准。
创新点3：实现3D打印“控形控性”
1、SLM过程中晶粒定向长大控制技术
首次实现微米晶组织结构定向生长，使得增材制造零件兼顾锻件的室温性能，又具备铸件良好的高温性能。
2、热处理过程中α-Cr与碳化物析出控制技术
通过热处理工艺，在低温下让碳化物析出，在高温下提高Cr在Ni中的固溶度，同时抑制α-Cr的析出。α-Cr的析出减少，裂纹萌生源减少，晶粒也能进一步长大。
根据现场持续跟踪的数据显示，目前试验燃机已运行超过2000小时，孔探检测显示导向叶片运行良好，整体性能超铸件水平。
顶立科技首次实现了金属增材制造技术在燃气轮机热端部件的应用，实现关键零件国产化，突破了国外技术垄断和贸易壁垒，显著提高了设计效率，缩短了产品开发周期，对其他航空航天复杂构件的反求工程开发具有借鉴价值。
湖南顶立科技有限公司是一家专业从事先进新材料及高端热工装备研制、生产的国家重点高新技术企业，2015年通过并购，成为中国最大铜板带企业楚江新材（股票代码：002171）的全资子公司。
公司研制开发的热工装备，广泛应用于碳基/陶瓷基复合材料、碳纤维/碳化硅纤维、高性能陶瓷、石墨、真空热处理、粉末冶金、环保等多个领域；开发的钛基、镍基、铝基等金属基3D打印材料及构件达到国际先进水平，已成功应用于航空航天、军工、医疗等领域。
公司秉承“为社会提供先进材料和装备，致力于推动人类文明的进步与发展”的使命，坚持“创新、服务、为顾客创造价值”的理念，成为先进新材料及高端热工装备方案解决者和综合服务商。
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（中国粉体网编辑整理/茜茜）
