激光增材制造技术在航空制造中的应用

为进一步提高金属零件稳定性能,制造出符合民用飞机制造相关标准和要求的金属结构件,本研究首先介绍激光增材制造技术概念、特点及基本原理。其次,从大型整体结构件加工、功能性部件加工、航空功能性零件修复等多个方面入手,将激光增材制造技术与航空制造进行充分结合。最后,探讨了激光增材制造技术在航空制造中的应用趋势。

激光增材制造技术课程思政模式探讨与实践

课程思政是新时代贯彻党的教育方针、落实“立德树人”根本任务的重要途径。推进激光增材制造技术课程思政建设,依托专业课程开展思政教育,能够激励学生勤奋自强,增强学生文化自信,提升学生思政素养,使学生在潜移默化中形成创新意识。基于此,结合激光增材制造技术课程教学现状,分析激光增材制造技术课程思政对教师的要求,探讨激光增材制造技术课程思政的三种育人模式,旨在培养出更多德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

激光增材制造技术在农业机械设备零件制造中的应用

随着我国农业机械化水平的大幅提高,对设备的性能和精度提出了更高要求,而这直接推动了农机零件向新材料和新工艺发展。激光增材制造技术为其提供了新的机遇。该技术突破原有制约,使零件实现自由设计与快速成型,大大提高了制造灵活性,特别是对功能复杂化和高性能化零件更具优势。本文综述了激光增材制造技术在农业机械设备零件制造应用中的工作原理,分析了农业机械设备对零件材料及制造技术的需求,并剖析了关键技术及其具体应用情况和发展方向,以期为其进一步推广应用提供参考。

铝合金增材制造及再制造技术研究

随着工业技术的不断发展和制造业的日益繁荣,铝合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的先进材料,在航空航天、汽车制造、能源等领域得到了广泛应用。然而,随着使用时间的推移,铝合金零部件难免会因损伤、磨损或腐蚀等原因而导致性能下降,甚至使其失效。为了有效延长铝合金零部件的寿命、降低维护成本,并适应快速变化的市场需求,铝合金增材制造及再制造技术应运而生。基于此,本文将深入分析铝合金增材制造及再制造技术,以期为制造业迈向数字化、柔性化提供强有力的支持。

增材制造铜/钢双金属材料研究进展

铜/钢双金属材料具有力学强度高、物理化学性能优良等优势,在交通运输、电力能源和建筑工业等领域应用前景广阔。然而,传统熔铸工艺在制造铜/钢双金属材料时,容易在铜/钢界面处产生偏析现象,在一定程度上限制了铜/钢双金属材料的发展。与传统工艺相比,增材制造技术不仅能实现复杂加工零件的快速制造,而且在成形过程中较短的保温时间能缓和或消除异种金属材料界面产生的冶金缺陷,进而增强铜/钢双金属材料的力学性能。由于双金属材料是近年来的研究热点,有关增材制造铜/钢双金属材料的综述性文章较少,故综述了近年来激光、电子束及电弧增材制造技术制造铜/钢双金属材料的研究发展现状,分析了各技术的优缺点,并从制备方法、工艺参数及界面合金元素等角度,分析了影响材料界面组织性能变化的关键因素。发现在增材制造铜/钢双金属材料方面,目前激光增材制造技术主要应用于精度要求较高的小尺寸零部件,电子束增材制造技术适用于某些具有特殊性能的合金,如钛合金,而电弧增材制造技术适用于精度要求较低的大型复杂零部件。在铜/钢双金属材料增材制造过程中,界面处易形成显微组织分布不均匀、界面晶粒尺寸差异较大等现象,导致界面处产生应力集中,从而造成材料断裂失效。为解决上述难题,学者们已深入研究第二相形成机理,并采用优化界面处Cu-Fe比例和控制脆相金属间化合物等方式提高铜/钢双金属材料的性能。最后,对目前增材制造铜/钢双金属材料的研究发展现状进行了总结与展望,未来在冶金学和热力学方向上对铜/钢双金属材料仍需进行系统性理论研究,对双金属材料而言需要建立相关模拟数据库,以期为相关从业人员提供精细化指导建议。新型增材制造技术或复合增材制造技术的开发与应用都将成为未来增材制造铜/钢双金属材料研究的重点发展方向。

激光增材制造钨铜复合材料

钨-铜(W-Cu)复合材料综合了W和Cu一系列优良特性,如高硬度、高强度、良好的热电性能、较低的热膨胀系数以及较强的抗电弧烧蚀性能等,在电子工业、军工国防、航空航天等领域有广阔的应用和发展前景。然而,采用传统的粉末冶金、熔渗法等制备方法难以制备出高致密、高性能且具有复杂结构的W-Cu复合材料。增材制造技术的出现为解决上述问题提供了难得的契机,本研究采用此技术制备W(25)Cu复合材料,通过优化激光功率和扫描速率等加工参数,获得最佳工艺参数组合。利用该组合工艺参数成型的W-Cu复合材料表面平整,密度为11.78 g·cm-3,显微硬度平均值达到320 HV,硬度分布较为平稳,层间结合良好,热膨胀系数为7.33×10-6·K-1,导热系数为56 W·m-1·K-1,性能较好,并且微观组织均匀。

基于激光增材再制造技术的MMD 625齿板修复方法

齿板是MMD 625破碎机的关键部件之一,它的性能直接影响破碎机的破碎效率。分析了齿板磨损原因,阐述了对齿板修复技术的研究进展,指出了现有修复技术存在的一些问题,提出了采用激光增材再制造技术修复齿板的方法,对该技术原理和研究现状进行介绍,观察了熔覆试件细观形貌特征,并进行硬度测试,结果表明,采用激光增材再制造技术能够提高零件表面强度和硬度,对零件基体产生的热损伤几乎可以忽略不计。

激光增材再制造在飞机维修中的应用

飞机在服役的过程中,为了保证飞机的飞行可靠性,确保飞机的飞行安全,需要对飞机进行日常的维护和修理,飞机维修也是我国航空业不可或缺的部分。激光增材再制造技术为飞机设备维修提供了新的可能,作为一种新的工艺技术,可有效地应对飞机维修过程中所需的新材料和新结构等。

增材再制造产业的现状与发展

增材再制造基于增材制造技术,能实现零部件损伤部位尺寸恢复和零部件性能恢复或提升,是一种颠覆性新加工技术。该技术对关键产业起到赋能作用,能够促进产业高质量发展。针对金属增材再制造技术,具体阐述了激光增材再制造、电弧增材再制造和电子束增材再制造技术的工艺特点,并详细地分析了增材再制造技术在钢铁冶金、船舶、航空航天、电力、交通、模具等行业的应用。最后,提出了增材再制造技术当前要解决的共性技术、制造装备和行业标准问题,指出要实现增材再制造技术的发展,必须从顶层设计、人才教育培训和创新体系角度来加强,才能实现再制造技术与传统产业融合发展和制造业的转型升级,催生产业生态。

固溶时效热处理对激光增材制造TC17钛合金组织与性能的影响

采用激光增材制造技术制备TC17钛合金试样,研究不同固溶时效温度热处理对激光增材制造TC17钛合金显微组织、硬度及摩擦磨损性能的影响规律。研究表明,经固溶时效处理后,显微组织转变为粗大的网篮组织,随着固溶温度升高,初生α相(αp)逐渐粗化且体积分数下降,经时效后从β转变组织析出次生α相(αs)的体积分数有所增加,当固溶温度进一步升高接近相变点,α相发生溶解现象;随着时效温度升高,次生α相片层厚度明显增加。经固溶时效热处理后显微硬度显著提升,其中在840℃/1 h, AC+800℃/4 h, WQ+630℃/8 h, AC固溶时效处理后,显微硬度最高为447.6 HV,与沉积态相比提高14%,且高于锻件标准(400 HV),平均摩擦系数最低为0.21,与沉积态相比降低34%,磨损量最少为3.4 mg,约为沉积态磨损量(9.7 mg)的1/3,表现出较好的抗磨性能。

陶瓷颗粒增强镍基高温合金复合材料发展概述

增材制造技术正处于发展期,具有旺盛的生命力。随着技术发展,其应用领域也将越来越广泛。普通镍基高温合金存在诸多问题,已不能满足行业需求。经大量实验证明,陶瓷颗粒增强镍基高温合金复合材料,比基体合金具有更高的比强度、比刚度、热稳定性和耐热性。本研究主要对陶瓷颗粒增强镍基高温合金复合材料的发展进行了整理概述,并讨论了其优势方面及不足之处。

送粉式激光增材制造TC4钛合金熔覆层组织及电化学腐蚀行为的研究

采用激光增材制造(LDM)技术在TC4钛合金基体表面制备了TC4钛合金熔覆层,研究了不同扫描速率下制备的熔覆层的组织、显微硬度以及其在H_2SO_4溶液中的抗电化学腐蚀性能。结果表明:熔覆层的主要物相为α-Ti,且在β晶界附近生成了细针状α′马氏体,组织呈正交状网篮结构;随着扫描速率增大,熔覆层的平均显微硬度先增大后减小,腐蚀电流密度先降低后升高,电荷转移电阻先增大后减小,即其耐蚀性先增强后减弱;当扫描速率为10 mm/s时,熔覆层具有最大的平均显微硬度(390 HV)、最小的腐蚀电流密度(1.2337μA·cm^(-2))、最大的电荷转移电阻(11500Ω·cm^(-2)),此时的熔覆层具有较好的抗电化学腐蚀性能。

激光增材技术制备金属基石墨烯复合材料研究进展

增材制造技术(3D打印)是先进制造技术的重要发展方向,已经应用到国防、海洋、航空航天等重要领域中。自2004年Geim等剥离出单层石墨烯后,石墨烯等二维晶体材料逐渐成为了研究热点。其表现出的优良力学性能及导电导热性使其更加适用于增强相材料。石墨烯与金属合金复合,通过调整石墨烯增强相的含量和分布,有望大幅提高金属基体的力学强度、导电导热等性能,获得性能优异的结构功能一体化材料。增材制造技术和石墨烯纳米片高比表面积和各向异性的优点相结合,对石墨烯与金属粉末进一步的加工混合,再逐层打印构造3D结构,已成为一个全新的研究方向,正在引领着第4代工业革命的进展。本文以激光3D打印技术为主体,从3个角度综述激光3D打印技术制备金属基石墨烯复合材料的研究进展,即激光3D打印技术制备石墨烯铝、镍及其他金属基复合材料,对比了这些材料的性能,并分析了今后可能的发展方向。

航空激光增材制造零部件内部缺陷智能检测方法

运用传统方法对航空激光增材制造零部件内部缺陷进行检测时,存在检测误差大、准确性低和效率不高的问题,为解决以上问题,提出了基于超声波的激光增材制造零部件内部缺陷智能检测方法。选取缺陷检测仪器与检测方式,并对仪器进行校准与调整;在此基础上采集超声波能量信号,对其进行转化从而得到原始波形数据。采用小波变换方法对采集到的信号进行小波去噪处理;根据信号去噪结果,运用主分量分析法对航空激光增材制造零部件内部缺陷特征频率进行提取;在特征提取的前提下通过脉冲反射法对缺陷进行分析,最终而实现对缺陷位置的准确定位。分析实验结果可知,与传统方法相比,本文方法的检测准确性为97%,明显高于传统方法,并且本文方法的检测时间较短,说明该方法具有较高检测效率和准确度,能够实现对缺陷的准确检测。