沈陽自動化所金屬零件增材制造及修復(fù)研究取得進(jìn)展

來源：沈陽自動化所

近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所在高性能金屬零件增材制造及修復(fù)領(lǐng)域取得新進(jìn)展，提出了異質(zhì)材料/工藝界面梯度緩沖層設(shè)計方法，并成功應(yīng)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(yīng)用廣泛，其制造難點(diǎn)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(shè)備自動化、成形周期等提出了極高的要求。在材料、結(jié)構(gòu)、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(shù)與傳統(tǒng)模具制造技術(shù)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(shù)帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)和科學(xué)問題。

沈陽自動化所增材制造團(tuán)隊從多金屬及梯度材料設(shè)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(jī)器人柔性磨拋等方面等，提出大型超精密構(gòu)件一體化制造新技術(shù)。通過性能梯度設(shè)計緩沖層設(shè)計可以顯著改善了界面可靠性，結(jié)合機(jī)器人柔性磨拋技術(shù)與表面完整性調(diào)控機(jī)理研究可以實現(xiàn)整體型面粗糙度達(dá)到納米量級。上述研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、軍科委基礎(chǔ)加強(qiáng)、沈陽市雙百工程等項目支持；研究結(jié)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(tuán)隊在高性能鋁合金增材修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域也取得了重要研究成果，在取得缺陷衍生機(jī)理、外場調(diào)控方法、強(qiáng)韌化后處理方法等關(guān)鍵技術(shù)突破后，近日為某航空維修企業(yè)成功修復(fù)了某關(guān)鍵鍛造鋁合金零件，力學(xué)性能達(dá)到原件的90%，并實現(xiàn)了裝機(jī)應(yīng)用。此次為國內(nèi)首個航空鍛造鋁合金零件成功修復(fù)案例，體現(xiàn)了沈陽自動化所在國內(nèi)增材修復(fù)領(lǐng)域的技術(shù)實力和影響力。