大型金屬構件增材制造技術在航空航天制造中的應用及其發展趨勢

朱忠良　趙凱　郭立杰　楊洋　趙維剛　郝云波　楊萍

摘要：增材制造是一種具有極大潛力的先進制造技術，適合應用于要求輕質高強的航空航天制造領域。對不同種類增材制造的原理及其特點進行簡單闡述，介紹了增材制造在成形裝備、成形組織與性能調控、拓撲設計和優化、成形過程模擬仿真、熱源規劃控制軟件、在線檢測與控制、殘余應力與裂紋氣孔控制、輔助制造措施等關鍵技術方向的研究現狀，列舉大型復雜金屬構件的增材制造應用實例，探討大型金屬構件增材制造技術應用于航空航天制造存在的問題與發展趨勢。

關鍵詞：增材制造;航空航天;大型金屬構件

中圖分類號：TG457 文獻標志碼：C 文章編號：1001-2303（2020）01-0001-14

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.01.01

0 前言

增材制造（Additive Manufacturing，AM）是一種新型的、極具潛力的先進制造技術，其與通常的切削加工制造方式不同，其通過逐層增加材料的方式實現零件的制造[1]。該技術是一個多專業多方向的高度融合體，包含設計、仿真、加工、成形工藝、成形軟件、成形過程在線監測、智能閉環控制等內容。與傳統制造技術相比，該技術為非接觸式加工，不受刀具和零件結構的束縛，能夠實現薄壁、封閉內腔等復雜零件的制造[2]。增材制造技術在國內外已經開展了多年的研究，積累了豐富而堅實的技術基礎，并在多個領域內逐步開展了有廣度且有深度的工程應用。

國內外航空航天行業對生產制造和加工工藝水平提出的要求越來越高。結構復雜、制造一體化、成本低、研制周期短的航空航天結構件很可能成為未來航空航天部件制造的發展方向。……