近日,黃渤海新區(qū)科技企業(yè)煙臺產(chǎn)研鑫合新材料有限公司成功研制出國內(nèi)首臺超聲波增減材一體式加工制造設備,填補了我國在超聲波固相增材制造(UAM)領域的技術*。這一重大技術突破,標志著我國在高端裝備制造領域邁出了堅實一步,為制造業(yè)轉型升級提供了全新的技術路徑,有望在航空航天、新能源汽車、光伏產(chǎn)業(yè)等領域發(fā)揮重要作用。
走進黃渤海新區(qū)八角灣國際科創(chuàng)中心的企業(yè)廠房內(nèi),一臺外觀銀灰色的設備不斷發(fā)出高頻“嗡嗡”聲。隨著機械臂的精準移動,一層層金屬箔材被迅速“焊接”成型,整個過程沒有火花四濺,也沒有高溫灼燒的痕跡,這就是煙臺產(chǎn)研鑫合*新研制的超聲增材制造設備。
增材制造,通常也被稱為3D打印,而超聲波增材制造,顧名思義是一種利用超聲波振動逐層堆疊金屬箔材的先進制造技術。與傳統(tǒng)熔焊工藝相比,其*大的優(yōu)勢在于低溫加工,避免了材料因高溫導致的氧化、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的制備。
“這臺設備可實現(xiàn)6000瓦輸出功率,能夠滿足銅、鋁、鎳、鈦等多種功能材料及梯度材料的制備需求!睙熍_產(chǎn)研鑫合總經(jīng)理孫磊介紹,該設備同時還可實現(xiàn)銅/鋁、鋁/鈦等異質材料的高質量復合增材制造,為輕量化功能材料制備、熱敏感器件無損植入等領域提供了全新的解決方案。
長期以來,超聲波增材制造技術被國外壟斷,關鍵設備進口不僅價格高昂,還受到嚴格的技術封鎖!耙栽O備核心部件超聲焊頭為例,國外進口產(chǎn)品的價格高達30萬美元,而我們自主研制的超聲焊頭成本僅為進口產(chǎn)品的七分之一!睂O磊表示。
這一突破的背后,是研發(fā)團隊歷時12年的技術攻關。作為國內(nèi)*研發(fā)超聲波增材設備的團隊,煙臺產(chǎn)研鑫合已在相關領域申請多項專利。團隊通過自主研發(fā),不僅攻克了高功率超聲波發(fā)生器的穩(wěn)定性難題,還創(chuàng)新性地將增材制造與減材加工模塊集成于一體,解決了傳統(tǒng)分段加工導致的界面性能下降問題。
在黃渤海新區(qū)和山東產(chǎn)研院(煙臺)的支持下,相關技術迅速成熟并進入產(chǎn)業(yè)化階段。目前,該設備已具備批量化生產(chǎn)能力,未來將廣泛應用于航空航天、新能源汽車、光伏、無人機等領域。
“在航空航天領域,輕量化、高強度材料的需求日益增長,而超聲波增材制造能夠實現(xiàn)鋁/鈦等異種金屬的高強度連接,大幅降低結構重量!睂O磊介紹,“在新能源汽車領域,該技術可用于電池散熱結構、電機部件的制造,提高能效比!迸c傳統(tǒng)制造工藝相比,超聲波增材制造不僅效率更高,還能減少材料浪費,降低能耗,符合綠色制造的發(fā)展趨勢。
“未來,我們將繼續(xù)秉承創(chuàng)新驅動發(fā)展的理念,不斷加大研發(fā)投入,持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品性能,拓展應用領域。同時,公司將加強與國內(nèi)外高校、科研機構的合作,共同開展前沿技術研究,推動超聲波固相增材技術的不斷進步,為制造業(yè)的轉型升級作出更大的貢獻!睂O磊說。