天津大學(xué)楊新岐教授團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)固相摩擦擠壓增材制造技術(shù)及設(shè)備

攪拌摩擦增材制造（FSAM）與固相摩擦擠壓增材制造（FEAM）是近年來基于摩擦焊原理開發(fā)的創(chuàng)新金屬固相增材制造技術(shù)，它利用分層累積與摩擦擠壓塑性變形加工原理實(shí)現(xiàn)金屬沉積過程。在增材制造中金屬材料不發(fā)生熔化與凝固現(xiàn)象，克服了熔焊增材工藝中不可避免地會出現(xiàn)孔隙、未熔合及熱裂紋等必須通過增材組織調(diào)控、焊后熱處理、熱等靜壓及機(jī)械輥壓等手段無法完全消除的各種冶金缺陷，其增材沉積層具有鍛造組織特征和優(yōu)異力學(xué)性能，因而在高性能鋁鎂等輕質(zhì)合金結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。

在國外 ，美國Aeroprobe公司2018年首次公開了他們研制開發(fā)的固相增材制造3D打印設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了填充材料自主沉積的固相增材制造過程，但由于涉及知識產(chǎn)權(quán)及專利技術(shù)獨(dú)占性，目前在國內(nèi)除有關(guān)實(shí)現(xiàn)填充材料的摩擦擠壓增材工藝原理介紹外，尚未見到設(shè)備及工藝研究的詳細(xì) 報(bào)道。

天津大學(xué)楊新岐教授課題組2018年開始對高性能鋁鎂輕質(zhì)合金的FSAM工藝中增材成形機(jī)理、組織控制及力學(xué)性能進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究，尤其在FEAM工藝方面獲得突破性進(jìn)展，在國內(nèi)獨(dú)立設(shè)計(jì)研制成功FEAM設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)填充材料的主動沉積及自由成形，增材沉積效率高并能成形幾米范圍大尺度鋁合金構(gòu)件，為深入開展FEAM關(guān)鍵技術(shù)研究及開發(fā)工業(yè)化裝備提供重要基礎(chǔ)。該設(shè)備的技術(shù)參數(shù)包括：（1）增材設(shè)備主軸頭轉(zhuǎn)速為0～3000r/min；（2）增材棒料軸向頂鍛壓力為0～100kN；（3）增材原始填充材料為實(shí)心棒料，其直徑為10～20mm，長度為200～300mm；（4）增材機(jī)床設(shè)備工作平臺操作空間為1500mm×1000mm× 800mm；三維（x,y,z）軸焊接速度在0～1000mm/s范圍，操作空間為大氣工作環(huán)境；（5）增材制造鋁合金6061、5083及7075等。