10月17-18日，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“增材制造與激光制造”重點(diǎn)專項(xiàng)“高性能金屬結(jié)構(gòu)件激光增材制造控形控性研究”項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在西安舉行，來自西北工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院等共12家單位40余人參加會(huì)議。會(huì)議由科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心主持。上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院特種材料研究所王浩偉教授團(tuán)隊(duì)牽頭負(fù)責(zé)其中的“輕質(zhì)高強(qiáng)韌合金的激光增材制造合金化機(jī)理”項(xiàng)目，王浩偉、吳一博士、夏存娟博士參加會(huì)議。吳一詳細(xì)介紹了項(xiàng)目背景、主要研究內(nèi)容、考核指標(biāo)和預(yù)期成果、課題設(shè)置、進(jìn)度安排以及實(shí)施計(jì)劃等。
該項(xiàng)目是國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首批立項(xiàng)成功的項(xiàng)目。國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)理論研究，制造領(lǐng)域相關(guān)項(xiàng)目比重很小，該項(xiàng)目是“增材制造”方向唯一成功立項(xiàng)的項(xiàng)目。它將針對我國民用大型客機(jī)中輕質(zhì)、高強(qiáng)韌鋁、鈦合金構(gòu)件整體化增材制造精確控形控性展開研究，揭示激光非平衡高溫移動(dòng)熔池冶金熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)行為，量化激光成形內(nèi)部殘余應(yīng)力水平并揭示其對零件變形開裂及力學(xué)性能的影響規(guī)律，厘清適合激光增材制造工藝特征的構(gòu)件強(qiáng)韌化機(jī)理，建立激光增材制造專用鋁、鈦合金的成分設(shè)計(jì)原則，建立面向民機(jī)適航的原材料-工藝規(guī)范和可靠性評價(jià)方法，在大飛機(jī)研制中實(shí)現(xiàn)工程試用。
王浩偉教領(lǐng)導(dǎo)的特種材料研究團(tuán)隊(duì)的熔體控制自生納米陶瓷Al/TiB2鋁基復(fù)合材料，將作為項(xiàng)目的重要材料支撐。課題基于激光增材制造的工藝及組織特征，通過引入團(tuán)簇成分式、熱力學(xué)、力學(xué)性能等計(jì)算與預(yù)測方法，明晰熔體控制下的自生微納米顆粒相的析出機(jī)理及其對鋁、鈦合金強(qiáng)韌化行為的影響，結(jié)合原材料熔煉、粉末制備冶金和激光熔池冶金行為分析，對專用鋁、鈦合金高強(qiáng)韌合金進(jìn)行組分優(yōu)化。預(yù)期形成適用于民機(jī)中鋁合金、鈦合金構(gòu)件激光增材制造的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)最大方向尺寸≥400mm鋁合金關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件——C919改型飛機(jī)鋁合金艙門鉸鏈壁的制造。
該項(xiàng)技術(shù)將為激光增材制造在民機(jī)制造等高端裝備領(lǐng)域輕質(zhì)高強(qiáng)韌合金構(gòu)件整體化精密高質(zhì)量成形的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。運(yùn)用于批量生產(chǎn)后，預(yù)計(jì)每年能夠創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1億元，而且還可通過示范效應(yīng)加快激光增材制造在航空、航天、艦船、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)程，促進(jìn)我國傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)，形成重大的社會(huì)和生態(tài)效益。
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