快訊
近日,國家知識產權局公開信息顯示,哈爾濱工業大學與上海航天設備制造總廠有限公司聯合申請了一項增材制造領域的重要專利:
"一種攪拌摩擦同軸增減材復合加工制造裝置及方法"(公開號:CN120095308A),申請日期為2025年1月。
擬破解行業痛點
傳統增減材復合工藝普遍采用"先增材后減材"的加工方案,存在設備復雜、加工工序繁多、生產周期冗長等問題。
針對這一行業痛點,該專利提出了創新的同軸增減材復合加工技術方案。
攪拌摩擦固相增材過程中材料不涉及金屬化,是從“固相”到“固相”的直接沉積,這為攪拌摩擦增材制造技術與減材制造技術同軸化提供了可能。
專利提到:
航天制造業不僅是國家制造業實力的重要體現,也是國家科技創新、經濟發展以及國防安全的重要支撐。隨著航天技術的不斷發展,在增材制造等新興技術的普遍推廣下,航天制造業正逐漸進入一個新的時代。 傳統模具制造周期長、成本高且成形后變形控制難度極大,而增材制造可以直接從設計文件中打印出物理模型,將精密“控形”和高性能“控性”相結合制備復雜結構構件,增材制造技術提供了前所未有的設計自由度和制造精度使得航天器部件不僅可以具備復雜的結構,還能夠在極端環境下表現出優異的性能。 但是增材制造的構件通常會有較大的層間縫隙和表面不平整問題,表面精度差,對于一些要求精密配合或光滑表面的結構件來說,無法滿足需求。
要借助減材加工技術進一步提高表面光潔度。同時進行減材加工有助于去除材料的缺陷、應力集中或組織不均勻部分,從而提高構件的整體機械性能和可靠性。 但是先增材后減材的加工方案使得構件加工工序變多,加工周期變長,增加了時間和人力成本,生產效率較低。 普遍的增減材復合工藝多為兩個主軸協同工作,待增材主軸完成構件的“打印”后,減材主軸進行構件的精密加工,這對設備的設計、功能、穩定性和精度提出了較高要求。
本發明為解決現有的增減材復合工藝一般采用先增材后減材的加工方案,設備復雜目構件加工工序變多,加工周期變長,增加了時間和人力成本,生產效率較低的問題,進而提出一種攪拌摩擦同軸增減材復合加工制造裝置及方法。
技術架構簡要解析
專利技術的核心在于巧妙的同軸集成設計。
裝置主要包括攪拌摩擦增材制造模塊、減材模塊、側壁支撐模塊,以及靜止軸套和固定支架等關鍵部件。
具體而言,攪拌摩擦增材制造模塊集成了攪拌工具、靜止軸肩和絲材供給系統。
其中,攪拌工具、側壁支撐模塊和靜止軸肩按照由內至外的順序依次布置,絲材通過靜止軸肩和側壁支撐模塊精確輸送至攪拌工具的切削部位。
靜止軸肩上端與靜止軸套下端實現牢固連接,而減材模塊則通過固定支架與靜止軸套相連。
應用前景廣闊
根據專利文件,該技術適用于鋁合金、鎂合金、銅合金、鈦合金及復合材料等多種金屬材料的一體化成形制造,為航天制造領域功能化、輕量化及一體化復雜結構件的制備提供了更為靈活高效的解決方案。
通過實現增減材同軸復合加工,該技術有望顯著降低增減材復合加工工藝對設備的要求,簡化加工工序,縮短生產周期,提升制造精度和生產效率。
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