沈阳自动化所金属零件增材制造及修复研究取得进展

3D打印科研前沿
2021
05/14
15:13
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来源:沈阳自动化所

近日,中国科学院沈阳自动化研究所在高性能金属零件增材制造及修复领域取得新进展,提出了异质材料/工艺界面梯度缓冲层设计方法,并成功应用于大尺寸镜面模具增材制造。

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高性能模具在航空航天、轨道交通等应用广泛,其制造难点包含:模具钢的品质、曲面精度、表面质量、性能稳定性等。因而对制造工艺、设备自动化、成形周期等提出了极高的要求。在材料、结构、成本和周期等约束下,现有制造工艺已经无法满足于大尺寸模具制造。增材技术与传统模具制造技术融合是未来高端模具研制的重要方向,同时性能/功能/精度等苛刻要求给增材制造技术带来新的技术挑战和科学问题。

沈阳自动化所增材制造团队从多金属及梯度材料设计、三维随形冷却流道的增材成形、纳米级表面完整性调控、大型曲面机器人柔性磨抛等方面等,提出大型超精密构件一体化制造新技术。通过性能梯度设计缓冲层设计可以显著改善了界面可靠性,结合机器人柔性磨抛技术与表面完整性调控机理研究可以实现整体型面粗糙度达到纳米量级。上述研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、军科委基础加强、沈阳市双百工程等项目支持;研究结果发表在Materials and Design,CRYSTALS,VACCUM,《中国激光》《材料工程》等国内外知名期刊。

此外,研究团队在高性能铝合金增材修复技术领域也取得了重要研究成果,在取得缺陷衍生机理、外场调控方法、强韧化后处理方法等关键技术突破后,近日为某航空维修企业成功修复了某关键锻造铝合金零件,力学性能达到原件的90%,并实现了装机应用。此次为国内首个航空锻造铝合金零件成功修复案例,体现了沈阳自动化所在国内增材修复领域的技术实力和影响力。



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