具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，國內(nèi)首套雙換能器超聲固相增材制造裝備研制成功

IT之家 4 月 20 日消息，據(jù)哈爾濱工業(yè)大學威海校區(qū)消息，該校威海校區(qū)材料科學與工程學院張洪濤教授團隊成功研制出國內(nèi)首套雙換能器超聲固相增材制造裝備，可實現(xiàn) 6000 瓦 —9000 瓦雙頭輸出功率，滿足銅、鋁、鎳、鈦等多種功能材料及梯度材料的制備需求。

該裝備同時還可實現(xiàn)銅 / 鋁、鋁 / 鈦等異質(zhì)材料的高質(zhì)量復合增材制造，為輕量化功能材料制備、熱敏感器件無損植入等領(lǐng)域開辟了新的工藝路徑，未來可為我國航空航天、新能源汽車、光伏產(chǎn)業(yè)以及無人機技術(shù)等領(lǐng)域提供綠色特種功能材料的快速制備新工藝。

據(jù)介紹，超聲波增材制造（Ultrasonic Additive Manufacturing, UAM）是一種基于固相連接的先進制造技術(shù)，通過高頻超聲振動產(chǎn)生的機械能和熱能實現(xiàn)金屬箔材的逐層固結(jié)，與傳統(tǒng)熔焊工藝相比，其加工溫度低，可避免材料高溫氧化、相變及殘余應力等問題，尤其適用于異種金屬連接和功能梯度材料制備。然而，傳統(tǒng)超聲波增材設(shè)備因單側(cè)換能器功率不足，難以滿足大尺寸、高強度金屬構(gòu)件的制造需求。

研究團隊 2013 年首次提出“輔助加熱式超聲快速成型方法及裝置”思想，2018 年在系統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上提出了“一種大功率推挽式超聲滾焊固結(jié)-增材制造裝置工藝路徑實現(xiàn)方案”，并且逐步開展裝備迭代，最終實現(xiàn)了實現(xiàn)雙側(cè)雙換能器增材固結(jié)的設(shè)計方案：通過同軸連接的雙換能器與雙變幅桿協(xié)同作用，在滾焊壓頭兩側(cè)形成推挽聯(lián)合控制結(jié)構(gòu)，顯著提升了能量輸出效率和工藝穩(wěn)定性。

IT之家從哈爾濱工業(yè)大學威海校區(qū)獲悉，團隊還通過諧振模擬、壓頭粗糙度改善及輔助平臺開發(fā)等工作不斷打造完善整體裝備。該裝備具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，目前樣機已進入測試階段。