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金属零件增量复合制造技术

作者: admin 点击次数: 发布时间: 2018-9-27 9:49:42

增量制造技术在成形复杂形状高性能零件的制造方面独具特色,被认为有望引领第三次工业革命,目前正向着高功能、高性能材料复杂零件直接制造方向发展,对制造业将产生深远的影响。其中,金属零件增量制造需求范围最广,也是其最重要的发展方向之一。该技术不仅可以完成难加工复杂形状金属零件的快速制造,还可以根据零件不同部位的工作条件和特殊的性能要求实现梯度功能材料零件的快速成形,因此在航空航天、国防、能源、交通等尖端支柱领域具有重要的应用前景。

然而,现有的高能束金属零件自由增量制造技术存在成形效率不高、成本高、成形精度及性能可靠性不足的瓶颈问题。要克服上述技术瓶颈,需要研究寻找既能保持增量制造技术优势,又能吸收传统技术优点的复合制造新技术,为难加工的复杂形状高组织性能零件以及功能梯度材料零件开辟新路径。

本文为此阐述了业已出现的电弧- 激光复合热源制造、熔积- 铣削复合制造、熔积- 微轧复合制造技术的特点及研究现状。

电弧- 激光复合直接制造技术研究现状

电弧- 激光复合焊接技术[7] 是一种将电弧与激光束集成于一体的新型焊接成形技术,能够弥补单一热源焊接的不足,具有焊接熔深大、工艺稳定性好、焊接速度快、变形小、间隙桥接能力强等优点。

在增量制造方面,华中科技大学张海鸥等开展了等离子体激光复合直接成形的弧柱形态与成形特的研究,分析了激光的平均功率、脉冲宽度、脉冲频率、复合角度等对等离子弧形态与高温合金成形特性的影响规律,得到了激光对等离子弧形态有重要影响且可提高直接成形精度的结果。

但是,该技术相关的激光- 等离子电弧之间的相互作用机理、在线监测、设备集成控制系统尚待更深入的研究。


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