近日，首鋼技術(shù)研究院金屬3D打印研發(fā)團隊和北京首鋼機電有限公司工程制造團隊聯(lián)合攻關(guān)，成功將金屬3D打印再制造技術(shù)應用于股份公司、京唐公司熱軋產(chǎn)線(xiàn)軋機牌坊窗口面修復工作，使設備使用壽命提高數倍，實(shí)現了該項技術(shù)在集團內部從實(shí)驗室研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化應用的新突破。

　　作為工業(yè)4.0最受矚目的技術(shù)之一，金屬3D打印技術(shù)不僅可以直接打印制造復雜零部件，而且可以對零部件進(jìn)行修復、改性，讓廢舊部件“重獲新生”，對制造業(yè)創(chuàng )新提升和綠色可持續發(fā)展具有重要意義，《中國制造2025》已將3D打印技術(shù)列入重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。目前，金屬3D打印技術(shù)在航空航天、軍工、醫療等高端制造領(lǐng)域已經(jīng)有成功應用，在品質(zhì)、效率、成本上體現出獨特優(yōu)勢，但在鋼鐵領(lǐng)域的應用尚不多見(jiàn)，鋼鐵工業(yè)對成本、效率的苛刻要求和惡劣的服役環(huán)境是金屬3D打印技術(shù)面臨的主要挑戰。

　　針對鋼鐵工業(yè)關(guān)鍵設備再制造的潛在需求，首鋼技術(shù)研究院科研團隊對金屬3D打印再制造技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題，如粉末粒度分布、顆粒形狀、材料性能，再制造過(guò)程的能量輸入、組織相變、應力分布，再制造過(guò)程的前處理和后處理技術(shù)等進(jìn)行了系統的研究。實(shí)驗室研發(fā)進(jìn)展順利，但實(shí)際應用起來(lái)效果如何尚待實(shí)踐檢驗。

　　此時(shí)，首鋼京唐公司提出了2250mm精軋機F3牌坊修復的需求，由技術(shù)研究院和機電公司組成的項目團隊立刻開(kāi)始著(zhù)手進(jìn)行調研與準備工作。

　　傳統的軋機牌坊修復方法一般有兩種：一種是機械加工法，此法只是權宜之計，修復完成一段時(shí)間后牌坊表面又會(huì )受到腐蝕磨損而失效，而且多次機械加工去除將會(huì )對牌坊的強度和剛度產(chǎn)生不利影響；另一種是電弧堆焊法，此法一般極少采用，因為在剛性結構上進(jìn)行大面積電弧堆焊，焊接殘余應力和開(kāi)裂傾向可能會(huì )造成牌坊結構發(fā)生變形，帶來(lái)較大風(fēng)險。而此時(shí)則充分顯現出金屬3D打印的優(yōu)勢，采用這項新技術(shù)完全可以避免傳統修復方法的缺陷，而且整個(gè)修復過(guò)程可以對設備外形尺寸做到精準控制，更厲害的在于采用的專(zhuān)用粉末材料可以大大提高牌坊的耐腐性和耐磨性，年腐蝕磨損量在0.1mm以?xún)?，牌坊在線(xiàn)周期長(cháng)達8—10年，使用壽命實(shí)現大幅倍增。

　　金屬3D打印再制造技術(shù)在牌坊修復上優(yōu)勢明顯，但順利落地實(shí)施困難重重。這是該項技術(shù)第一次與產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵裝備在線(xiàn)結合，而且由于基地現場(chǎng)生產(chǎn)任務(wù)繁重，修復的時(shí)間窗口只有96小時(shí)，在這96小時(shí)內要完成現場(chǎng)工程面加工、現場(chǎng)激光再制造、現場(chǎng)精加工、現場(chǎng)檢驗復核等一系列步驟。為確保一次成功，項目團隊用了6個(gè)月的時(shí)間將準備工作做到極致：在使用性能評估之上的材料選擇，在微觀(guān)分析基礎上的粉末供應商選擇，開(kāi)展基于牌坊材質(zhì)的再制造工藝窗口界定，反復多次的離線(xiàn)比例模型修復演練，預察可能出現的潛在問(wèn)題并制定解決方案……反復琢磨、事無(wú)巨細的大量準備工作換來(lái)了精軋機F3牌坊窗口面在線(xiàn)修復的一次成功，而且比預定工期整整提前了16個(gè)小時(shí)完成竣工驗收，修復結果讓現場(chǎng)人員贊不絕口。

　　項目團隊總結經(jīng)驗，協(xié)同配合，不斷提升修復效率，降低修復成本，后續在對股份公司2160mm和京唐公司1580mm等多架軋機牌坊窗口面的修復工作中屢次取得成功，該技術(shù)的應用為集團降本增效、提質(zhì)升級提供了有力的創(chuàng )新支撐。