天津大学成功开发固相摩擦挤压增材制造技术及设备(2)
时间：2022-01-27 16:14 来源：天津大学 作者：admin 阅读：次
图5 不同增材条件下各种固相摩擦挤压铝合金增材试样(2020-2021年)
图6 不同状态6061铝合金增材试样EBSD分析；(a)(b)(c)打印态；(d)(e)(f)热处理态；
(a)(d)第二层中间；(b)(e)沉积层界面；(c)(f)第一层中间
图7 不同状态6061铝合金增材试样晶粒尺寸；(a)(b)(c)打印态；(d)(e)(f)热处理态；
(a)(d)第二层中间；(b)(e)沉积层界面；(c)(f)第一层中间
固相摩擦挤压增材制造(FEAM)应用前景
实现填充材料的固相摩擦挤压增材制造工艺是目前最为先进的金属增材制造技术，由于可以有效避免熔化凝固孔隙、未熔合及热裂纹等增材缺陷，该金属增材技术将是获得轻质合金完全致密与高性能增材的最有效工艺方法，在轻量化铝镁合金结构制造领域具有巨大应用潜力。具体的应用前景如下：
1)、由于摩擦焊工艺在铝镁合金焊接及异种材料连接领域具有明显优势，可以有效解决目前熔化工艺增材制造技术很难获得高性能增材的局限性，为轻量化高性能轻质合金结构增材制造开辟了新途径。与目前已有激光、电子束及电弧金属增材制造技术比较，固相摩擦挤压增材制造不适合加工小尺寸复杂镂空增材构件，但可直接应用于大尺寸高性能铝镁合金整体壁板上带加强筋/梁构件/带凸缘筋条框架/网格筋条壁板等简单几何形状承载构件的增材制造。
2)、该工艺不仅可直接应用于高性能轻质合金结构增材制造，还可用于异种铝镁合金及多种金属材料复合的结构增材制造，用于各种轻质合金结构件的快速现场修复；用于各种功能梯度材料的制备等，为这些领域的新结构和新材料开发提供了思路和新途径。
3)、采用新型耐高温材料制备非消耗轴肩工具，可将该工艺扩展应用于高温合金如钛合金、镍基合金及高强钢等金属材料的增材制造领域，并可能获得优于目前激光、电子束及电弧增材制造构件力学性能的增材构件，这将开辟另一种金属材料固相摩擦增材制造新领域。
4)、固相摩擦挤压增材制造设备的研制开发与商业化应用，将在航空航天、高速客车、汽车车体及电力散热器等各种铝合金结构制造及维修(再制造)领域开辟新市场需求，在许多简单承载框架结构件方面替代目前熔化金属增材制造技术创造出明显的经济效益。
5)、固相摩擦挤压增材制造工艺属于固相连接过程、不受环境因素的影响，很容易实现微重力、大气及真空环境、太空环境、甚至水下环境增材制造过程，为开发极端环境下增材制造技术提供全新途径。
6)、固相摩擦挤压增材制造与搅拌摩擦焊技术相结合将建立摩擦挤压增材-搅拌摩擦焊接-全新的复合摩擦挤压成形加工工艺，为研制开发高性能铝镁合金增材、连接及成形制造的创新复合摩擦挤压成形加工设备提供新途径。
参考文献
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