西安增材制造技術路線“百花齊放”

有沒有可能？在一個正方體內，密密麻麻地布滿微通道結構，使其內部結構的表面積遠大于外部結構的表面積？

當然可以。這種結構設備是取代傳統(tǒng)換熱裝置的微通道換熱器。它采用化學蝕刻技術，在金屬薄板上蝕刻出微米至毫米量級的換熱單元通道，制造出換熱芯板。再將不同流道形式的冷熱芯板交替堆疊在一起制造而成。

如果用傳統(tǒng)焊接方式將芯板熔焊，那么微通道的結構將在一定程度上受損。然而隨著增材制造概念的提出，一種與增材制造思想緊密結合的特種焊接工藝——擴散焊技術應運而生。


增材制造不止3D打印

擴散焊接是一種借助高溫下相互接觸的材料局部塑形變形，使兩個工件接觸面之間形成原子擴散，從而實現冶金結合的精密連接方法。

“擴散焊接通常用于難以或不可能形成高性能熔焊或其他形式的場合，例如具有復雜內部結構的部件?！标兾髦峭毓滔嘣霾闹圃旒夹g有限公司總經理張昊說道。

據了解，這種制造技術不同于3D打印過程中會出現液體變成固體的情形，可以全程保持固相狀態(tài)，可以充分保證材料與結構的穩(wěn)定性。

“現在所說的金屬‘增材制造’概念也是基于金屬焊接技術加上現在數字化技術的升級結合。3D打印常見的焊接方法包括電弧焊、激光焊、電子束焊等，我們則采用的是擴散焊?？梢哉f，我們和3D打印技術是互補的?！睆堦徽f道。

面對復雜產品，傳統(tǒng)機械加工很難實現，但是3D打印等增材制造技術可以完美解決。如在取代傳統(tǒng)換熱裝置的微通道換熱器上，增材制造技術可以實現復雜內部結構結合的精密連接。在火箭相關零件制造上，增材制造技術可以解決傳統(tǒng)零件尺寸大、易變形等問題……

“增材制造是制造業(yè)領域的顛覆性技術，在這種技術概念之下，各個細分賽道都在做持續(xù)不斷的創(chuàng)新，造就了如今增材制造技術領域‘百花齊放’的喜人局面?！睆堦徽f道。

航空航天加速產業(yè)升級

增材制造技術，具有單件小批量復雜結構快速制造優(yōu)勢，在航空航天領域具有廣泛應用。

目前，金屬增材制造技術已發(fā)展成提高航空航天設計與制造能力的核心技術，其應用范圍已從零部件（飛機、衛(wèi)星、高超飛行器、載人飛船的零部件打?。U展至整機（發(fā)動機、無人機、微/納衛(wèi)星）等。

“我們目前充分利用增材制造與減材加工的優(yōu)勢，可以實現高精度開發(fā)出高性能、復雜結構零件加工的難題，實現發(fā)動機機匣，螺旋葉輪等復雜零件的增減材一體化制造。”國家增材制造創(chuàng)新中心主任盧秉恒院士向記者說道。

談及西安航空航天與增材制造產業(yè)之間的關聯，盧院士表示，西安具備良好的航空航天產業(yè)基礎，這有力推動了西安增材制造產業(yè)的發(fā)展。增材制造技術能生產出更復雜精細的零件與產品，這對航空制造業(yè)的研發(fā)尤為重要，因為它顯著縮短了研發(fā)周期，降低了成本，提高了效率。

記者從西安市工信局獲悉，西安增材制造產業(yè)今年前三季度營業(yè)收入達到147億元，同比增速達6.7%。相關業(yè)內人士分析，這與今年增材制造技術在西安航空航天方面的廣泛應用密不可分。

創(chuàng)新驅動增材制造業(yè)發(fā)展

今年4月，《陜西省培育千億級增材制造產業(yè)創(chuàng)新集群行動計劃》印發(fā)，進一步明確了陜西增材制造產業(yè)鏈發(fā)展的“路線圖”。陜西省工信廳發(fā)布的相關數據顯示，陜西增材制造領域持有近700項專利，數量居全國第一。

目前，陜西已經形成以西安交通大學、西北工業(yè)大學、西北有色金屬研究院為核心，以增材制造研究院、鉑力特、天元制造等創(chuàng)新主體為支撐，集工業(yè)軟件、材料、設備和應用服務于一體的產業(yè)創(chuàng)新集群。

西安作為增材制造與再制造技術產業(yè)創(chuàng)新主體和主引擎，在高新區(qū)建設全球增材產業(yè)創(chuàng)新中心，在經開區(qū)規(guī)劃建設國家再制造產業(yè)創(chuàng)新中心等。同時，西安擁有全國唯一一個國家增材制造創(chuàng)新中心。

“國家增材制造創(chuàng)新中心始終以國家戰(zhàn)略目標和制造業(yè)轉型升級為導向，瞄準前沿共性關鍵技術，攻克了一系列‘卡脖子’技術難題，通過多學科交叉和‘政產學研用金’協(xié)同，促進科技創(chuàng)新與產業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展?！眹以霾闹圃靹?chuàng)新中心主任盧秉恒院士說道。

文/西安報業(yè)全媒體記者 劉驍華

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擴散焊技術應運而生。

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