柔性增材再制造技术

再制造数字化智能化发展的新需求将促进柔性增材再制造技术的发展。对柔性增材再制造技术的内涵及特点进行阐述,近年来在柔性增材再制造领域的相关研究成果也被简要地介绍。研究成果表明,开发的柔性增材再制造系统具有柔性好,成形快速,适应范围广等优势;自主开发的反求建模技术保证了扫描反求和数据处理的精度;将熔敷增材技术和铣削减材加工相结合开发的增材/减材复合再制造技术,实现了柔性增材再制造过程的形状精确控制;制备的集约化材料可有效减少所携带的再制造材料种类;开发的磁控增材再制造技术既细化晶粒,又减少组织缺陷,可以用于铝合金零件的再制造。

再制造防腐蚀技术在中国的发展及应用

再制造防腐蚀是针对在役装备或腐蚀装备所进行的高技术防护。再制造通过使用优于原始制造的先进技术,充分挖掘了腐蚀装备中蕴含着的高附加值,使得再制造具有显著的节能环保特色。通过再制造关键技术对装备进行腐蚀控制,将提高装备防腐性能,赋予装备新的寿命,最大限度的保障装备的循环利用。文中着重介绍了高速电弧喷涂长效防腐技术、纳米电刷镀防腐耐磨涂层技术、非晶态合金化学镀层防腐技术、纳米固体薄膜减摩防腐技术和纳米防腐涂料及涂装等再制造防腐技术的实际应用。再制造工程在国内外得到了快速发展,推动了"资源节约型、环境友好型"两型社会的建设,已经引起了国家的高度重视和支持,中国已成为国际再制造中心之一,且已将具有中国特色的再制造工程发展到了一个新阶段。

绿色增材再制造技术

绿色增材再制造技术在中国已进入了新的发展阶段。探讨了绿色增材再制造技术的内涵与特征,分析了发展绿色增材再制造技术面临的机遇与挑战,提出了绿色增材再制造技术未来的主攻方向。推行绿色增材再制造技术,构建绿色增材再制造技术体系,不仅有利于实现资源环境的可持续发展,也契合《中国制造2025》提出的全面推进绿色制造的战略重点。

电弧增材再制造技术研究进展

电弧增材再制造技术是金属零构件损伤修复的重要方法。分析了电弧增材再制造技术的内涵及特点,总结了电弧增材再制造技术在成形精度、成形效率、形性调控工艺等方面存在的问题和研究进展,展望提出了电弧增材再制造技术发展方向。

绿色再制造技术的创新发展

再制造是建设资源节约型和环境友好型社会的有效抓手。再制造的重要特征是再制造产品质量特性达到或超过新品,成本却只是新品的50%,节能60%,节材70%,对环境的不良影响降低80%。再制造技术是一个从产品使役性能向材料及加工技术的反演和互演过程,优质、高效的具有中国特色的再制造在再制造产品的尺寸恢复和性能提升中创新运用了焊接成形、纳米表面工程、寿命评估等关键技术,建立了再制造技术体系。高端再制造、智能再制造和在役再制造将在《中国制造2025》中发挥日益重要的作用。

面向“中国制造2025”的增材再制造技术

增材再制造属于数字模型驱动的废旧机电产品专业化修复和升级改造技术,与制造新品相比可节约成本50%,节能节材60%,大气污染物排放量降低70%以上,是先进制造和绿色制造的重要组成部分。本文探讨了我国制造业现状对增材再制造技术的需求,分析了增材再制造技术发展所面临的挑战,阐述了增材再制造技术的发展趋势,并指出增材再制造技术在中国的创新发展高度契合了《中国制造2025》提出的高端再制造、智能再制造和在役再制造。

增材再制造——面向高端在役装备的智能熔敷成形技术

智能熔敷成形技术是损伤零部件低成本快速再制造的重要手段,具有操作柔性好、机动能力强、成形效率高、适应范围广等特点,可满足高端在役装备多样化和个性化修复需求。本文阐述了智能熔敷成形技术的内涵及特点,并重点介绍了近年来在智能化熔敷成形系统、集约化增材再制造成形材料、磁控熔敷成形、电弧熔敷-数控铣削增减材复合成形等方面的基础性研究成果。

激光再制造技术发展现状与前景展望

激光再制造技术作为再制造产业快速发展的先进再制造技术之一,近年来在我国获得了快速发展。在介绍激光再制造技术发展和工艺流程基础上,重点介绍了激光再制造技术体系和不同合金材料零部件激光再制造现状,展望了激光再制造技术发展前景,提出了激光再制造技术方法选用原则和方案设计原则,为进一步开展激光再制造技术研究和促进激光再制造技术工业应用提供参考。

再制造技术的新发展

随着环境和资源问题的进一步突显,再制造也日益得到重视和应用,其基础理论及关键问题也不断得到深入研究。本文探讨了再制造设计领域的多寿命设计理论、再制造性设计与评价理论、再制造工程设计理论等内容,阐述了再制造技术在再制造设计与规划、增材再制造、轻合金再制造三个领域的重点发展内容,并提出了再制造未来的发展趋势,可以为再制造领域的研究提供借鉴。

激光增材再制造工艺规划及性能提升研究进展

激光增材再制造技术因具有修复速度快、修复质量高等优势而在修复领域得到广泛应用,而如何得到理想的使役性能是再制造的核心问题。本文首先阐述了激光增材再制造的概念及工艺流程,然后综述了修复区几何形状、修复区尺寸和粉末沉积路径这三个因素对再制造质量的影响,总结了提升修复区性能的方法,最后对激光增材再制造进行了展望。

装备再制造全寿命周期费用研究

针对装备再制造的展开缺少费用依据的问题,将利用工程估算法对装备再制造的费用进行了估算并分析数据。首先,对估算目标和研究边界进行明确,根据边界内费用的实际情况选择较适用的估算方法,建立费用分解结构并构建费用估算模型。然后,收集相关数据信息并甄别。最后,通过一个具体的案例验证模型,对在再制造、大修、新品下的费用进行对比分析,确定三种的经济寿命,同时也验证了该模型的可行性和有效性。

装备再制造领域的军民融合——徐滨士院士访谈录

习近平总书记在党的十九大报告中指出:"坚持富国和强军相统一,强化统一领导、顶层设计、改革创新和重大项目落实,深化国防科技工业改革,形成军民融合深度发展格局,构建一体化的国家战略体系和能力。"装备保障是指为使装备处于战备完好状态并能持续完成作战任务所需的保障工作,涉及大量的保障资源,是推进实施军民融合发展的重要领域之一。本刊就装备再制造领域军民融合发展情况采访了我国表面工程学科和再制造工程学科的倡导者和开拓者之一——中国工程院院士、波兰科学院外籍院士徐滨士。

维修工程的新方向——再制造工程在中国的发展(一)

再制造工程就是废旧产品高技术修复、改造的产业化,是维修发展的高级阶段和先进制造的新形式。再制造与维修和先进制造既有联系也有明显区别。再制造通过使用优于原始制造的先进技术,充分挖掘了废旧产品中蕴含着的高附加值,使得再制造具有了显著的节能环保特色。产品设计的寿命冗余为再制造提供了物质基础,再制造技术可重新赋予报废零件新的寿命。多种先进的表面工程技术为再制造提供了关键技术支撑。中国已成为国际再制造中心之一,且已将具有中国特色的再制造工程发展到了一个新阶段。

维修工程的新方向——再制造工程在中国的发展(二)

四、再制造技术的创新拓展 综上所述,再制造的关键支撑技术是表面工程技术。我们相继开发出了先进的纳米表面工程技术和自动化表面工程技术,前者充分利用了纳米颗粒的小尺寸效应,大大提高了再制造产品的表面性能;后者适应了再制造生产对批量化、自动化的迫切需求,将再制造产品质量大大提升。

航空航天铝合金腐蚀疲劳失效与寿命预测研究进展

铝合金具有低密度、高强度、良好的加工性能和焊接性能等众多优点,在航空航天领域得到了广泛的应用。在沿海或海洋环境中服役的航空航天装备,由于海水飞溅、雨水冲刷,一定程度上会受到腐蚀的影响,因此航空航天铝合金面临腐蚀疲劳的服役条件。本文综述了航空航天铝合金的应用现状,从腐蚀疲劳的失效机理角度,详细总结了腐蚀疲劳裂纹萌生机理、扩展机理以及裂纹的萌生位置和裂纹扩展行为,并对典型航空航天铝合金的腐蚀疲劳性能进行了概述,介绍了近年来在预腐蚀疲劳条件和腐蚀-疲劳交替条件下航空航天铝合金寿命预测的方法。从宏观与微观角度对航空航天铝合金腐蚀-疲劳交替过程进行研究,以及建立更加精准的腐蚀疲劳寿命预测模型是未来研究的重点。

替代电镀铬的碳化硅类复合电镀技术研究进展

针对目前工业应用中对替代电镀铬工艺的绿色表面技术需求,介绍了物理气相沉积、热喷涂、冷喷涂、超高速激光熔覆、复合电镀技术的原理、特点、应用,以及替代电镀铬工艺的优势和局限性,重点对碳化硅类材料复合镀技术的研究进展进行了综述,介绍了Ni-SiC、Cu-SiC、Zn-SiC、Ni-P-SiC、Ni-SiC-GO镀层的主要应用,及电解液组分中添加石墨烯和氧化石墨烯以提高复合镀层腐蚀性能的作用和机理。介绍了电解液pH值、温度、浓度对镀层性能的影响,不同的电解液体系中,当p H值、温度、浓度达到最优值时,镀层性能可达到最佳。介绍了SiC颗粒尺寸以及分散方式对镀层性能的影响,颗粒尺寸过小,易发生团聚,颗粒尺寸过大,沉积量降低,通过添加剂和物理搅拌,可以有效解决颗粒团聚的问题,提高颗粒沉积量,从而改善镀层性能。介绍了电源参数对复合镀层性能的影响,复合镀工艺中应当优化电流密度、电模式(脉冲和直流)和占空比等参数。最后,总结了碳化硅类材料复合镀技术的发展趋势,即工艺设计向绿色环保化、镀液体系向多元复合化、工艺控制向智能化方向发展。

横向交变磁场对铝合金电弧增材成形组织与性能的影响

为细化铝合金电弧增材成形组织晶粒、减少组织缺陷、提高熔覆层的力学性能,在电弧增材成形过程中耦合横向交变磁场制备了铝合金熔覆层,并对熔覆层微观组织结构和力学性能进行表征分析,研究了在横向交变磁场中励磁电流变化对熔覆层组织和性能的影响。结果表明:在磁场作用下,凝固组织中粗大柱状晶数量减少,等轴晶数量增多,晶粒尺寸细化。当励磁电流为11 A时,熔覆层截面平均显微硬度为83.9HV,较无磁场时提高近10%。当励磁电流为8 A时,在横、纵两方向上抗拉强度分别为275.7 MPa、254.3 MPa,平均延伸率分别为21.9%、26.2%,综合力学性能均高于未引入磁场。

含合成蛇纹石纳米管润滑油对镁合金摩擦学性能的影响

采用水热合成法制备具有蛇纹石结构的纳米管状羟基硅酸镁粉体,利用SRV磨损试验机考察纳米管状羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂对镁合金/GCr15钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,利用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电镜、纳米压痕仪等表征分析镁合金磨损表面,探讨蛇纹石纳米管对镁合金的减摩自修复机理。结果表明:蛇纹石纳米管能够显著降低镁合金的摩擦因数和磨损体积,当蛇纹石添加量为0.3%、载荷为20 N、频率为20 Hz时,摩擦因数和磨损体积与基础油润滑下相比降幅最大,分别为64.07%和61.58%。摩擦过程中蛇纹石与摩擦副表面发生摩擦化学反应,在镁合金表面生成了由SiO_(2)、(Mg/Fe)_(2)SiO_(4)、MgSiO_(3)等硬质陶瓷颗粒和MgO、Fe_(2)O_(3)等金属氧化物以及石墨、ZnS、蛇纹石纳米管等组成的非晶/纳米晶结构自修复膜,自修复膜优异的力学性能显著改善了镁合金的摩擦学性能。

开创新篇、推向世界、打造精品——记《中国表面工程》期刊的创办与发展

徐滨士院士在装备维修与表面工程领域潜心研究了半个世纪,在“表面工程”的这条道路上,他可谓解放思想,躬耕不辍,不断创新,在我国率先倡导和构建了表面工程学科体系,从学科的高度推动了表面工程的发展。他始终心系人才队伍的建设,精心策划和搭建表面工程学科平台,其中包括组建了我国第一个表面工程研究所,出版了我国第一部表面工程专著,创办了我国第一本表面工程科技期刊《表面工程》。

恩师千古,风范永存——怀念恩师徐滨士院士

2023年2月15日17时20分,敬爱的导师徐滨士院士因病医治无效,在北京逝世。我师从徐院士学习、工作37年,恩师的音容笑貌如在昨日,谆谆教诲言犹在耳。明德传道1986年我从清华大学本科毕业后,拜在徐滨士院士门下攻读硕士学位,携笔从戎来到装甲兵工程学院。记得第一次见到导师徐滨士教授时,他就教诲我:“德为先,信为重;要做事,先做人。”