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固态金属快速增材制造技术及产业化应用

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2023-11-17 16:44:27

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 宁子涵 | 2023-11-17 16:44:27

本项目针对高端装备关键部件增材制造的需求,开发了一种固态金属快速增材制造技术—超音速激光增材制造技术,该技术基于超音速冷喷涂与激光加工技术的复合,可实现金属粉末材料在固态下的快速沉积成形,避免了传统激光、电子束等高温增材制造过程中氧化、相变和热裂等缺陷的产生,有效的提高了增材成形件的致密度、结合强度和成形效率,在轻金属的快速增材制造领域具有显著优势。本项目的技术核心是基于多能场耦合下的材料快速增材制造,实现超音速粉束与激光束的有机结合,明确金属材料在高动能场、动态温度场和复杂应力场共同作用下的沉积状态,揭示材料在耦合场中的沉积成形机理,实现增材制造件的精确控型控性。

金属材料固态快速沉积成形通过超音速粉束与高能激光束的有机结合,耦合超音速粉末束的高动能和快速加热激光束的热能,精准调控金属及复合粉末材料的沉积速度与温度,实现金属材料在固态下的快速沉积成形。超音速激光增材的控形控性采用数值模拟和试验相结合的方式揭示材料的沉积行为和微观结合机制,掌握材料增材沉积成形的调控规律,明确超音速激光沉积层性能提升的机理,实现超音速激光沉积增材制造零部件的控形控性。

增材制造用粉末

2021年,以高温合金、钛合金、铝合金为主的金属增材用粉末材料年产量约700吨,营收达到5.5亿元,占材料营收的37%。

航空核心零部件

2021年,增材制造服务产值规模达到62.35亿美元,较2020年增长18.3%。其中,航空航天占比19%,是增材制造产品最重要的服务领域。

固态金属快速增材制造技术的应用领域:电力设备、汽车工业、轨道交通、航空航天等。

王强 教授/博导 陕西省百人计划学者 雁塔学者 澳大利亚昆士兰大学博士杨洪波 副教授 东北大学博士苏成明 副总/总工 西安智能再制造研究李世亮 副总/市场总监 陕西天元智能再制造股份有限公司邵明增 讲师 中国石油大学博士牛文娟 高级工程师重庆大学 英国莱彻斯特大学 联合培养博士

预计2023年到2027年达成从工艺技术体系开发到军民通用产品的规模化投产

2028年到2030年进行全面投产,国防军队、民用领域的全面拓展

同时技术创新、产品更迭、军用民用双渠道链式、产学研相结合

初步规划公司注册资本金800万元

拟合作参股单位:

A 陕西天元智能再制造股份有限公司出资120万元,持股15%。

B 西安智能再制造研究院,出资120万元,持股15%。

知识产权作价480万元,持股60%

释放10%的股份用于获取80万元的风险投资。