【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)威海校區(qū)材料科學(xué)與工程學(xué)院張洪濤教授團(tuán)隊(duì)成功研制出國(guó)內(nèi)首套雙換能器超聲固相增材制造裝備，可實(shí)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，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)銅/鋁、鋁/鈦等異質(zhì)材料的高質(zhì)量復(fù)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(guó)航空航天、新能源汽車、光伏產(chǎn)業(yè)以及無人機(jī)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。
 

UAM(超聲波增材制造)加工制造過程
 

　　超聲波增材制造(Ultrasonic Additive Manufacturing, UAM)是一種基于固相連接的先進(jìn)制造技術(shù)，通過高頻超聲振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能和熱能實(shí)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(yīng)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(qiáng)度金屬構(gòu)件的制造需求。
 

　　在山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目、山東船舶技術(shù)研究院、威海萬豐鎂業(yè)及山東省內(nèi)其他企業(yè)資助和支持下，研究團(tuán)隊(duì)于2013年首次提出“輔助加熱式超聲快速成型方法及裝置”的理念，2018年在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)方案”，并逐步開展裝備迭代，最終實(shí)現(xiàn)了雙側(cè)雙換能器增材固結(jié)的設(shè)計(jì)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。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)通過諧振模擬、壓頭粗糙度改善及輔助平臺(tái)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(shí)產(chǎn)權(quán)，目前樣機(jī)已進(jìn)入測(cè)試階段。