高速往复走丝电火花线切割加工（HS-WEDM）是我国独创的电火花线切割加工模式，目前已广泛应用于航空航天、汽车制造以及复杂和不规则的难加工材料领域。与低速单向走丝电火花线切割加工相比，高速往复走丝电火花线切割在切割大锥度、高厚度等工件方面有着不可替代的优势。但对于1000mm以上的超高厚度工件的切割，目前的往复走丝电火花线切割也仍然存在加工困难，切割效率及加工稳定性低，切割表面不平整等问题。

为解决上述问题，近年来，南航先进电光制造团队刘志东教授与杭州华方数控机床有限公司展开密切合作，从加工能量、走丝速度、加工策略以及工作液等方面进行了大量的理论、工艺研究，最终实现了2000mm厚度工件的持续稳定加工，切工件表面平整，表面质量较好。

近日，南航电光先进制造团队与杭州华方联合联合攻克的2000mm超大厚度精密切割技术成功应用到国际核聚变（ITER，欧盟，中国等7个国家地区参与，迄今为止人类最大的科学工程）中磁体部分的加工，获得科技日报等权威媒体的报道。这是继团队硬X卫星应用（半导体晶体材料）后，又一次重大突破。希望团队储备的烧蚀，超疏水涂层，陶瓷3D打印，多材料3D打印等若干项核心技术能够以此为鼓励，不断积累，能服务更多国家重大工程。

项目背景

上世纪80年代，ITER计划被提出。2006年11月21日，中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方30多个国家签署了ITER计划的联合实施协定及相关文件，共同建造一个超导托卡马克聚变实验堆，探索和平利用聚变能发电的科学和工程技术可行性。由于和太阳的能量产生原理相似，ITER也被称作“人造太阳”。

ITER计划磁体支撑系统

ITER计划磁体支撑系统（包括重力支撑、极向场线圈支撑和校正场线圈支撑）的建造任务全部由中方独自承担。其中重力支撑不仅承受着托卡马克装置1万吨的净重，还将承受装置放电运行及极端条件下产生的巨大脉冲电磁力。因此中方承担的制造任务非常艰巨，既要考虑承重的稳固性，又要考虑在承受巨大电磁力瞬间冲击后，依然稳定支撑整个ITER装置，并保证所有安装紧固在ITER装置上的部件不会受到影响而正常工作。

技术方案

按照最初的设计，磁体支撑U型盒的制造方案是先对底板、立板、翼板等7个部件单独机械加工，再进行组焊加工，但这种方式存在焊接容易变形，易导致尺寸超差，力学性能很难达到要求等缺陷。最后中方将原焊接方案优化为整体锻造加线切割方案，获得ITER组织认可。通过参与ITER计划，中国核聚变在材料科学、超导技术、精密加工等相关领域的研发能力和技术水平取得了长足进步，为中国聚变工程实验堆(CFETR)打下基础。

南航电光砥砺前行，贡献中国力量

“人造太阳”磁体支撑产品，是ITER重要结构安全部件之一。近年来，南航电光先进制造团队与杭州华方数控机床有限公司进行了深入的产学研结合实践，解决了线切割行业长久以来存在的众多技术难题，其中包括2000mm超高厚度工件的切割技术，为ITER项目磁体支撑装置整体锻造加线切割方案的设计、及其高质量制造和圆满交付提供了可靠的技术保障。

编辑：邱明波