沈陽自動化所金屬零件增材制造及修復研究取得進展

來源：沈陽自動化所

近日，中國科學院沈陽自動化研究所在高性能金屬零件增材制造及修復領域取得新進展，提出了異質(zhì)材料/工藝界面梯度緩沖層設計方法，并成功應用于大尺寸鏡面模具增材制造。

高性能模具在航空航天、軌道交通等應用廣泛，其制造難點包含：模具鋼的品質(zhì)、曲面精度、表面質(zhì)量、性能穩(wěn)定性等。因而對制造工藝、設備自動化、成形周期等提出了極高的要求。在材料、結構、成本和周期等約束下，現(xiàn)有制造工藝已經(jīng)無法滿足于大尺寸模具制造。增材技術與傳統(tǒng)模具制造技術融合是未來高端模具研制的重要方向，同時性能/功能/精度等苛刻要求給增材制造技術帶來新的技術挑戰(zhàn)和科學問題。

沈陽自動化所增材制造團隊從多金屬及梯度材料設計、三維隨形冷卻流道的增材成形、納米級表面完整性調(diào)控、大型曲面機器人柔性磨拋等方面等，提出大型超精密構件一體化制造新技術。通過性能梯度設計緩沖層設計可以顯著改善了界面可靠性，結合機器人柔性磨拋技術與表面完整性調(diào)控機理研究可以實現(xiàn)整體型面粗糙度達到納米量級。上述研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、軍科委基礎加強、沈陽市雙百工程等項目支持；研究結果發(fā)表在Materials and Design,CRYSTALS,VACCUM,《中國激光》《材料工程》等國內(nèi)外知名期刊。

此外，研究團隊在高性能鋁合金增材修復技術領域也取得了重要研究成果，在取得缺陷衍生機理、外場調(diào)控方法、強韌化后處理方法等關鍵技術突破后，近日為某航空維修企業(yè)成功修復了某關鍵鍛造鋁合金零件，力學性能達到原件的90%，并實現(xiàn)了裝機應用。此次為國內(nèi)首個航空鍛造鋁合金零件成功修復案例，體現(xiàn)了沈陽自動化所在國內(nèi)增材修復領域的技術實力和影響力。