搅拌摩擦增材制造关键技术与装备发展
2022-07-13温琦刘景麟孟祥晨黄永宪万龙
温琦,刘景麟,孟祥晨,黄永宪,万龙
(1.哈尔滨工业大学,先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨,150001;2.哈尔滨万洲焊接技术有限公司,哈尔滨,150001)
0 序言
增材制造 (additive manufacturing,AM) 又称3D 打印技术,是一种具有革命性的快速成形技术.其基本原理是采用离散-堆积方式,通过对数字模型离散化处理,再利用材料不断叠加形成所需的实体模型[1].搅拌摩擦增材制造 (friction stir AM,FSAM)基于搅拌摩擦焊 (friction stir welding,FSW)技术,通过搅拌头与材料间摩擦产热,使材料达到半固态,进而实现堆积成形[2].FSAM 具有增材温度低、速度快等优势,可实现火箭箭体连接环、飞机机翼桁架[3]等大型结构件的高效高质量的制造.目前FSAM 技术分为3 类,分别为搭接增材制造(friction stir lap welding,FSLW)[4]、摩擦堆焊[5]和沉积式搅拌摩擦增材制造(additive friction stir processing,AFSP)[6].由于FSAM 技术提出时间较晚,又涉及增材制造及FSW 技术两大领域,因此在研究及应用领域进行的工作较少,FSAM 制造过程所涉及的机制、趋势及缺陷也待深入探究.
将对FSAM 技术的基本概念、发展历史、组织表征、机器与设备类型及其控制系统等方面进行介绍,归纳FSAM 发展现状及问题,展望FSAM 发展方向.旨在为研究人员了解FSAM 过程中涉及的基本思想和原理提供参考和新思路,同时为国内FSAM 行业发展提供一定的指导意见.
1 搅拌摩擦增材制造发展及分类
1982 年Blanther 申请的增材制造专利成为增材制造方法的开端[7].1988 年美国3D Systems 公司推出快速成形立体光刻机SLA-1,标志着增材制造技术正式进入快速发展阶段[8].
狭义上增材制造指利用激光束、等离子束、电子束及电弧……
