航空航天先进结构材料技术现状及发展趋势

先进材料技术是航空航天高新装备的发展先导,是支撑现代工业的关键基础技术,渗透到国防建设、国民经济和社会生活等方方面面,已成为世界各国争相发展的技术高地和国防重点。本文梳理分析航空航天先进结构材料近年来的技术现状及发展趋势,在高性能高分子材料及其复合材料、高温与特种金属结构材料、轻质高强金属及其复合材料、先进结构陶瓷及其复合材料四方面进行重点阐释,明确我国航空航天结构材料的研发与生产仍面临着跟踪研仿多、自主创新少、技术封锁严重、技术瓶颈亟待突破等困境。同时,本文对航空航天结构材料未来研究和发展提出展望,点明建立“产-学-研-用”完整技术体系的重要性。

激光增材制造技术发展及在航天领域的应用进展

增材制造(AM)技术作为近30多年来发展起来的新型数字化制造技术,具有快速制造复杂结构产品、高效利用原材料、可高度优化产品结构及适应个性化小批量生产等优点,非常契合航天装备日益整体化、复杂化、轻量化、结构功能一体化制造需求,为传统航天制造业的转型升级提供了巨大契机。近年来,以金属粉末为原材料、以激光为热源的激光增材制造(LAM)技术已成为AM技术领域最为热门的研究方向之一,其在航天领域的应用范围已从零部件级逐渐发展至整机级,且正在迈向工业化和智能化。本文针对航天领域广泛应用的3类典型轻质高强金属材料(铝合金、钛合金及镍基高温合金)、3类典型结构(大型整体结构、异种金属结构、发动机整机结构),介绍了近年来国内外LAM技术的发展及在航天领域的应用进展,分析了当前存在的问题和不足,并对未来LAM技术潜在研究发展方向进行了展望。