因高速運(yùn)輸火爆全網(wǎng)，直徑15.6米的“世界第一環(huán)”未來(lái)能否3D打印？

2022年8月9日，一段大貨車(chē)在高速上行駛的視頻引發(fā)了網(wǎng)友的廣泛關(guān)注，因?yàn)檫@輛貨車(chē)?yán)粋€(gè)巨大的圓環(huán)，占了4個(gè)車(chē)道。據(jù)悉，這是創(chuàng)下吉尼斯世界紀(jì)錄的最大整體環(huán)軋鋼“世界第一環(huán)”，直徑達(dá)15.673米，正在從濟(jì)南發(fā)貨運(yùn)至山東港口濰坊港碼頭。

△圖源：閃電新聞

運(yùn)輸它的特種專(zhuān)用車(chē)輛共有106個(gè)車(chē)輪，其中牽引車(chē)10個(gè)，后邊的平板車(chē)96個(gè)，高速路上獨(dú)占4個(gè)車(chē)道。平板車(chē)可以通過(guò)單獨(dú)的操縱系統(tǒng)，控制不同車(chē)輪的轉(zhuǎn)向角度、平板車(chē)的整體高度。

這個(gè)鍛環(huán)為第四代核電機(jī)組支承環(huán)，由山東伊萊特能源裝備股份有限公司制造，近50米的圓周通體光滑平整，一體成形，中間沒(méi)有一道焊縫，可承載核電機(jī)組堆容器7000噸的重量，相當(dāng)于頂著100節(jié)動(dòng)車(chē)組的重量運(yùn)行。安裝到位后60年不用更換，代表了核電鍛件的最高技術(shù)水準(zhǔn)。

這個(gè)大圓環(huán)的制造工藝流程是這樣的：
① 首先用尺寸較小的金屬坯作為基元，一層一層疊加起來(lái)，放入真空環(huán)境，將金屬坯封焊起來(lái)；
② 加熱到高溫，然后進(jìn)行反復(fù)的旋轉(zhuǎn)軋制，使層與層之間的界面完全結(jié)合在一起；
③ 將圓環(huán)邊旋轉(zhuǎn)軋制邊拉大，拉到直徑10幾米；
④ 淬火，提高圓環(huán)的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等；
⑤ 可能還需要對(duì)表現(xiàn)進(jìn)行機(jī)加工。

那么，這個(gè)大圓環(huán)未來(lái)是否有可能通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)制造呢？南極熊認(rèn)為是有可能的。

2021年，國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心、西安交通大學(xué)盧秉恒院士團(tuán)隊(duì)利用電弧熔絲增減材一體化制造技術(shù)，制造完成了10m級(jí)高強(qiáng)鋁合金重型運(yùn)載火箭連接環(huán)樣件，在整體制造的工藝穩(wěn)定性、精度控制及變形與應(yīng)力調(diào)控等方面均實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)突破。

大圓環(huán)后面的應(yīng)該就是制造它所使用的增減材復(fù)合3D打印機(jī)，圓環(huán)底座可以旋轉(zhuǎn)，打印頭以電弧為熱源，熔化金屬絲材，在程序的控制下，根據(jù)三維數(shù)字模型由線(xiàn)-面-體逐漸成形出金屬圓環(huán)，在打印的過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行表面減材機(jī)加工。這個(gè)樣件重約1t，創(chuàng)新采用多絲協(xié)同工藝裝備，制造工藝大為簡(jiǎn)化、成本大幅降低，制造周期縮短至1個(gè)月。

未來(lái)國(guó)家增材中心如果能夠?qū)⒃O(shè)備進(jìn)一步放大，也有希望能夠通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)制造直徑15米的金屬圓環(huán)，南極熊也是非常期待的。