10月17-18日，國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造”重點專項“高性能金屬結構件激光增材制造控形控性研究”項目啟動會在西安舉行，來自西北工業(yè)大學、上海交通大學、清華大學、南京航空航天大學、華中科技大學、中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院等共12家單位40余人參加會議。會議由科學技術部高技術研究發(fā)展中心主持。上海交大材料科學與工程學院特種材料研究所王浩偉教授團隊牽頭負責其中的“輕質(zhì)高強韌合金的激光增材制造合金化機理”項目，王浩偉、吳一博士、夏存娟博士參加會議。吳一詳細介紹了項目背景、主要研究內(nèi)容、考核指標和預期成果、課題設置、進度安排以及實施計劃等。
該項目是國家重點研發(fā)計劃首批立項成功的項目。國家重點研發(fā)計劃重點關注基礎理論研究，制造領域相關項目比重很小，該項目是“增材制造”方向唯一成功立項的項目。它將針對我國民用大型客機中輕質(zhì)、高強韌鋁、鈦合金構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熔池冶金熱力學和動力學行為，量化激光成形內(nèi)部殘余應力水平并揭示其對零件變形開裂及力學性能的影響規(guī)律，厘清適合激光增材制造工藝特征的構件強韌化機理，建立激光增材制造專用鋁、鈦合金的成分設計原則，建立面向民機適航的原材料-工藝規(guī)范和可靠性評價方法，在大飛機研制中實現(xiàn)工程試用。
王浩偉教領導的特種材料研究團隊的熔體控制自生納米陶瓷Al/TiB2鋁基復合材料，將作為項目的重要材料支撐。課題基于激光增材制造的工藝及組織特征，通過引入團簇成分式、熱力學、力學性能等計算與預測方法，明晰熔體控制下的自生微納米顆粒相的析出機理及其對鋁、鈦合金強韌化行為的影響，結合原材料熔煉、粉末制備冶金和激光熔池冶金行為分析，對專用鋁、鈦合金高強韌合金進行組分優(yōu)化。預期形成適用于民機中鋁合金、鈦合金構件激光增材制造的技術規(guī)范和技術要求，實現(xiàn)最大方向尺寸≥400mm鋁合金關鍵結構件——C919改型飛機鋁合金艙門鉸鏈壁的制造。
該項技術將為激光增材制造在民機制造等高端裝備領域輕質(zhì)高強韌合金構件整體化精密高質(zhì)量成形的產(chǎn)業(yè)化應用奠定技術基礎。運用于批量生產(chǎn)后，預計每年能夠創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益達1億元，而且還可通過示范效應加快激光增材制造在航空、航天、艦船、醫(yī)學等領域的應用進程，促進我國傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)升級，形成重大的社會和生態(tài)效益。
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