科创中国

行业领域

住宿和餐饮业,住宿业

需求背景

搅拌摩擦增材技术是基于搅拌摩擦焊接的固相增材技术，从根本上避免因材料熔化而产生凝固缺陷的问题，进而实现高质量增材制造。该技术自2002年提出以来，国外NASA、MELD、波音等公司对搅拌摩擦增材技术开展相应的研究并促进该技术实现工程应用。NASA于2016年实现镁合金搅拌摩擦增材制造，其组织达到锻件相当水平，美国MELD公司2019年开发出棒材搅拌摩擦增材技术，建立相应的专利壁垒，并推出相应的商业设备。但是国内相应研究较少，无相应产业化报道，仅国内哈尔滨工业大学等高校对搅拌摩擦增材技术进行开发，实现简单几何结构制造，没有进行系统性的开发与应用。

需解决的主要技术难题

随着火箭、飞机、船舶等运载设备远距离巡航需求的日益增加，对运载设备重量提出严格要求。目前铝、镁等轻质材料制造的火箭战斗部、飞机壁板桁架、舰船齿轮箱等零部件可有效降低运载设备重量，提高设备续航能力，但这些部件尺寸巨大，加工时材料铸造、锻压工艺繁琐、生产效率和合格率低、制造难度大。同时激光增材制造技术效率与材料强度低，生产的零件不满足设计要求。上述问题严重限制我国运载事业的快速发展。

期望实现的主要技术目标

针对金属材料搅拌摩擦固相增材制造技术，实现自主化大体积金属零部件增材制造，围绕开发全新沉积式搅拌摩擦增材技术；探索增材制造零件形性共控工艺；搭建增材制造系统及平台，从而实现大尺寸零部件的固相增材制造。具体技术指标如下： 1. 搭建搅拌摩擦固相增材制造原理样机，其工作台尺寸为800*800*600mm； 2. 实现以铝合金棒材为原材料的搅拌摩擦增材制造； 3. 增材速度可达到1000cm3/h，达到激光增材工艺的50倍； 4. 可生产零部件尺寸达500mm及以上； 5. 揭示增材制造技术材料沉积与连接机制，从根本上提高材料连接强度； 6. 探究增材制造技术缺陷形成机制及微观调控方法，避免增材缺陷的产生。

处理进度