再制造成形技术发展及展望

再制造作为国家新兴战略性产业,高度契合了国家发展循环经济的战略,得到政府和企业的高度重视。再制造成形技术能够恢复废旧零部件尺寸、恢复甚至提升其服役性能,是再制造工程的核心。综述再制造成形技术的国内外研究和发展现状,比较分析国内外再制造成形技术和再制造成形质量控制标准的差异,并重点从'尺寸恢复法'再制造成形技术、'尺寸恢复与机械加工'融合的再制造成形技术和再制造成形质量控制与评价方法三方面,详细阐述我国再制造成形技术的最新成果。在此基础上,提出我国再制造成形技术的发展趋势和发展策略建议。

再制造成形技术的研究现状及展望

作为再制造工程中的核心,发展再制造成形技术是建设经济节约型、环境友好型社会的重要途径。介绍再制造领域的热喷涂、电刷镀、焊接和激光熔覆等技术的特点、研究现状、应用及发展前景,并提出了我国再制造成形技术的发展趋势和发展策略。

再制造成形系统中的焊接路径规划

在实现系统标定、零件扫描建模的基础上,对焊接机器人的路径规划进行了研究:阐述了规划原理,得出一系列的规划参数;进行了焊道重叠量的计算,分析比较不同重叠量的焊接效果;进行了软件实现,指导零件的堆焊修复,效果良好。

ZM5镁合金TIG焊再制造熔敷层组织与力学性能

采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)在ZM5合金上制备镁合金单道、多道熔敷层,研究熔敷层的组织和力学性能。微观组织和物相分析表明,熔敷层由α-Mg相和β-Mg17Al12相组成,其晶粒较母材明显细化,热影响区晶粒较粗大;硬度分析表明单道熔敷层硬度达到80 HV0.05以上,而多道熔敷层的硬度约为77 HV0.05,均优于母材,热影响区的硬度与母材相当;摩擦磨损性能分析表明,熔敷层以磨粒磨损为主,平均摩擦因数为0.48,母材以粘着磨损为主,平均摩擦因数为0.42。试验验证了镁合金熔敷成形再制造的可行性,为ZM5镁合金多样性损伤的修复提供数据支撑。

21世纪的再制造工程

随着 2 1世纪的来临 ,制造工程与维修工程越来越趋于统一。未来的制造与维修工程将考虑设备和零部件设计、制造和运行的全寿命过程 ,是一个以优质、高效、安全、可靠、节能、节材为目标的系统工程。再制造技术是充分利用各种表面工程技术和其它技术形成的再制造成形技术 ,形成再制造毛坯 ,制成再制造产品 ,是具有重大实用价值和优质、高效、低成本、少污染的绿色技术。也是 2 1世纪可持续发展的新技术 ,能形成新的行业 。

关于再制造技术的探讨

文章指出再制造属先进制造技术范畴 ,必将是 2 1世纪新兴学科。指出实现再制造的前提是进行绿色产品设计。探讨进行再制造技术有各种现代表面技术、粘接技术、有关的再制造“毛坯”成形及再加工技术、快速成形技术等 ,旨在推进再制造学科的发展。

备件增材再制造成形中的颠覆性技术应用分析

增材再制造成形技术是近年来迅速发展起来的一种恢复损伤零(构)部件的缺损尺寸和服役性能的先进维修技术。首先,阐述了增材再制造成形技术的涵义、特点、工艺过程以及国内外应用现状;其次,分析探讨了3D打印、自主系统和大数据等颠覆性技术在增材再制造成形中的潜在应用;再次,以损伤凸轮的增材再制造成形为例,进行了初步实验,并证实了颠覆性技术对增材再制造成形的有效性;最后,指出了增材再制造成形技术的未来发展趋势。

基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术

材料制备与成形一体化技术是装备再制造关键技术之一。对于一些难以合成及加工成形的材料,采用高速电弧喷涂粉芯丝材的方法,通过喷涂弧区的快速、动态冶金过程,同步实现新材料的合成与成形,即在再制造快速成形过程中实现新材料的合成与制备。这一技术一方面可通过新材料设计,制备出赋予零件防腐蚀、耐磨损、耐高温等性能的涂层体系,另一方面它突破了热喷涂技术只能制备薄涂层传统观念,在开展制造零件用的快速成形材料方面也具有良好的研究空间。基于高速电弧喷涂的材料制备与成形一体化技术在舰船钢结构长效防腐、电站锅炉管道防护、装备零件成形制造与再制造等领域具有良好的应用前景。