大型金属零件电弧熔丝增材及其复合制造技术研究进展

大型金属零件广泛应用于航空航天、能源、国防等领域中的关键承力结构,多采用铸造或者锻造工艺成形制造。电弧熔丝增材及其复合制造技术是近二十年来迅速发展起来的一种快速近净成形制造技术,具有高效低成本的显著优势,是大型金属零件成形制造中热点研究方向。本文总结概述了近年来大型金属零件电弧熔丝增材制造工艺的应用与研究,指出了金属材料电弧熔丝增材制造中广泛存在的控形控性难题,介绍了多种结合传统塑性成形工艺的电弧熔丝增材复合制造技术及其控形控性方法,最后对大型金属零件电弧熔丝增材及其复合制造技术的发展进行了总结与展望。     

基于等离子弧焊的金属零件直接制造系统设计

金属零件直接制造技术目前已成为快速成形技术的研究热点和重要发展方向.基于等离子弧焊的金属零件直接制造技术是一种非常实用而且制造成本较低的直接快速制造金属全密度零件的方法.在分析金属零件直接制造原理的基础上,设计并开发了基于等离子弧焊的金属零件直接制造软、硬件系统,并采用该系统进行高温合金中空零件制造实验.实验结果表明,采用等离子弧焊直接制造系统可以得到成形良好、组织细密的金属零件.     

基于激光直接制造技术的材料研究

激光直接制造技术是一项从微观组织-宏观性能-零件性能全过程控制的技术,其中材料研究是重要技术特色之一.本文综述了激光直接制造技术材料研究的4个层次：从常用合金粉末到高性能复杂金属零件的实现、梯度材料的制备与梯度复杂零件的激光直接制造、特种材料的直接合成与特种材料复杂零件的激光直接制造和多元合金体系的研究.     

激光增材制造金属零件内应力调控研究现状

激光增材制造技术可以直接成形出任意复杂结构且性能优异的金属零件,但激光增材制造过程中瞬态的熔化/凝固熔覆层所致的内应力,导致成形零件变形和开裂,是长期制约高性能大型金属零件激光增材制造发展和应用的瓶颈,更是决定该技术优势能否得以充分发挥并走向工程应用的基础。详细介绍了辅助激光增材制造技术调控成形零件内应力问题研究现状,阐述各技术特点及优缺点,为解决内应力造成零件易于变形开裂的"控形"难题提供借鉴。     

蠕变时效成形工装设计研究

蠕变时效成形技术在航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造上具有独特优势,被认为是大型飞机重要的金属成形工艺之一。介绍了蠕变时效成形工装的技术要求,针对蠕变时效成形时的特点,结合成形工装的设计要求,设计制造了基于机械加载式成形工装和基于气压加载且自备加热系统的成形工装,两种工装既简单又实用,特别是后者具有较强的工程应用价值。经蠕变时效成形后的零件材料力学性能有所提高。     

电火花线切割机床技术发展方向的探讨

电火花线切割是精密金属零件加工重要手段之一。零件加工效率、精度等方面的变化以及智能制造将决定未来电火花线切割机床技术发展方向。把握电火花线切割机床未来技术发展的方向有利于行业整体技术水平的提升。     

激光立体成形高性能金属零件研究进展

激光立体成形技术是从20世纪80年代初期发展起来的一项先进制造技术,能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。该技术可以用于承受强大力学载荷的三维实体金属零件的快速制造,也可应用于具有较复杂形状和较大体积制造缺陷、误加工损伤或服役损伤零件的修复。主要围绕激光立体成形技术在追逐高力学性能方面的研究工作,综述了激光立体成形研究和应用的主要进展情况。对多种合金的大量研究工作表明：激光立体成形金属零件的综合力学性能同锻件相当,导致这样优越的力学性能的主要原因在于其材料组织致密、细小、均匀,可以通过优化成形工艺和热处理工艺而获得基本上没有冶金缺陷的状态。激光立体成形技术的主要应用对象是兼顾高性能和复杂结构的金属零件的制造和修复。实现高性能修复是激光立体成形技术最近的一个引人注目的研究进展,修复零件的力学性能可以仅在简单的退火热处理状态下即达到锻件力学性能标准,这使得过去认为不可修复的高性能重要金属零件具备了现实的修复技术途径,这必将是激光立体成形技术最有前景的应用方向之一。     

金属零件3D打印技术的应用研究

金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术,是目前先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展对材料的不断需求,利用快速成形技术直接制造金属功能零件将会成为该技术的主要发展方向。3D打印技术正在快速改变着人们传统的生产方式和生活方式。以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印制造技术被外界认为将推动第三次工业革命。激光工程化净成形技术（LENS）,激光选区熔化技术（SLM）及电子束选区熔化技术（EBSM）3种技术是金属零件3D打印技术的典型代表。对金属零件3D打印技术,包括基本的技术原理及其技术应用领域进行了介绍,最后对金属零件3D打印技术的发展进行了展望。     

基于微束等离子熔覆的直接金属快速成形系统设计

金属零件直接制造技术目前已成为快速成形技术的研究热点和重要发展方向.提出一种基于微束等离子熔覆工艺的直接金属成形方法,介绍该方法的工作原理和系统构成,设计并开发基于等离子熔覆的金属零件直接制造软、硬件系统,并采用该系统进行中空零件成形实验.实验结果表明,并采用微束等离子熔覆直接制造系统可以得到成形良好、组织细密的金属零件.     

筋板类LY12铝合金零件蠕变时效成形有限元分析

蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章利用自行设计的工装,经试验确定了LY12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出LY12铝合金材料在最佳温度下的蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS分析了筋板类LY12铝合金零件的弯曲蠕变过程及回弹效应。     

铸造--支持金属零件(模具)快速制造的关键使能技术

金属零件(模具)的快速制造分为直接法和间接法.由于直接快速制件在力学性能、尺寸精度等方面还存在不足,基于快速原型间接制造金属零件(模具)就成为目前切实可行的主要方法,其中,铸造技术由于具有成形、快速、成本低、性能好的特点,成为支持金属零件或模具快速制造的关键使能技术.实践和研究表明,铸造与快速成形技术的结合是成功的.给出了基于铸造技术实现金属零件快速制造的工艺路线.     

快速成型技术及其在铸造中的应用(续完)--金属零件无模具快速铸造

快速成型工艺结合精密铸造技术是快速制造金属零件的主要途径。本文介绍了以选择性激光烧结(SLS)快速原型制造和真空压差铸造为基础的金属零件快速制造技术;着重描述了由SLS塑料原型快速制取陶瓷型壳并在真空压差浇注成形的工艺方法,得到了较高的零件精度和很好的零件性能;解决了新产品开发中金属零件快速制造的关键问题,同时也为快速成形技术在铸造中的应用开辟了一个新领域。     

中国造出世界最大金属零件高精度3D打印装备

正由华中科技大学完成的"大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备(俗称激光3D打印技术)"最近通过了湖北省科技厅成果鉴定。该成果深度融合了信息技术和制造技术等特征的激光3D打印技术,体积为(500×500×530)mm3,由4台激光器同时扫描,为目前世界上效率和尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。该装备攻克了多重技术难题,解决     

我国研制出大尺寸高精度金属零件3D打印装备

正由武汉光电国家实验室(筹)完成的"大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备(俗称激光3D打印技术)"2016年4月26日顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。这套装备为目前世界上效率领先、打印零件尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。据华中科技大学武汉光电国家实验室曾晓雁教授介绍,该装备采用4台激光器同时扫描,解决了航空航天复杂精密金属零件在材料结构功能一体化及减重等技术难题,实现了复杂金属零件高精度成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。     

3D打印直接制造金属模具零件的研究进展

3D打印作为第三次工业革命最具标志性的技术之一,受到了广泛的关注与重视。模具零件的特定要求,也推动了3D打印技术在模具制造领域的应用。综述了采用3D打印技术直接制造金属模具的研究现状,提出了3D打印直接制造金属模具需要解决的主要问题。     

电弧增材制造成形控制技术的研究现状与展望

电弧增材制造是低成本金属零件直接成形的重要研究方向之一。金属零件形貌的成形精度是评判成形质量的一个重要指标。从成形工艺特性、尺寸数学建模、过程控制等角度阐述了电弧增材制造成形控制技术的国内外研究现状;重点总结了基于视觉传感的电弧增材制造闭环控制技术的研究现状;分析了电弧增材制造成形控制技术研究存在的关键问题;提出了未来电弧增材制造成形控制技术的研究内容和发展方向。     

金属3D打印技术的研究

3D打印或增材制造是一种采用逐层材料堆积的方式直接从数字模型制造零件的新方法,被誉为"第三次工业革命"的核心技术。这种无模具的制造方法可以在短时间内生产出高精度、完全致密的金属零件。3D打印具有零件设计自由、零件复杂性、轻量化、零件整合和功能设计等特点,故金属3D打印在航空航天、石油天然气、海洋、汽车、模具制造和医疗领域中的应用受到特别的关注。首先简要介绍了金属3D打印技术的基本原理、特点及分类,然后重点介绍了几种金属3D打印技术——选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光熔化成形技术(SLM)、直接金属激光烧结技术(DMLS)、电子束熔化成形技术(EBM)和激光工程化净成形技术(LENS),包括技术的基本原理、优缺点及其具体应用领域。最后对金属3D打印技术的优势、目前面临的主要问题及未来发展趋势进行了总结与展望。     

金属粉末等离子熔积成形的初步工艺试验研究

等离子熔积成形是一种新型金属原型／零件(模具)快速制造技术，该技术克服了传统快速原型技术存在的问题，可用于金属原型／零件制造、表面修复工程等方面，具有十分广阔的应用前景。对等离子熔积成形技术做了初步的工艺试验研究，并采用人工神经网络对熔积层几何形貌进行了预测优化，最后成功地进行了金属零件的试制。     

SLM金属3D成型中支撑类缺陷优化研究

激光选区熔化成形技术是金属3D打印的重要分支,在强度、精度、致密性方面表现出色,已成为增材制造体系中最具发展潜力的技术之一。文章采用316L不锈钢粉,利用激光选区熔化成形技术进行金属3D成型,分析了成型中因支撑强度不足和支撑添加不当引起的缺陷,提出了采用网格支撑和锥形支撑嵌套方式解决支撑无力的问题的方法,并以镂空结构的零件为例,提出了优化支撑的零件摆放方式。文章的分析结果对SLM金属3D打印中支撑添加优化具有借鉴意义。     

高能束激光直接制造金属零件技术的进展

综述了激光直接制造金属零件技术的发展过程.介绍了金属零件激光直接制造的关键技术和特点,并对激光器、送粉系统、在线控制等相关装备的发展、新技术的融人以及新工艺的开发进行了分析,展望了克服制造过程缺陷的方法.