國(guó)產(chǎn)大尺寸攪拌摩擦焊固相增材3D打印，航天工程裝備（蘇州）亮相2025 TCT亞洲展

導(dǎo)讀：2025年TCT亞洲展于2025年3月17日盛大開幕,，南極熊對(duì)展會(huì)進(jìn)行直播和報(bào)道,。在本次展會(huì)上,，航天工程裝備（蘇州）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“AEE”）展出了自研的攪拌摩擦固相增材技術(shù)（AFSD）,。

航天工程裝備（蘇州）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“AEE”）隸屬于中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第八研究院，是上海航天設(shè)備制造總廠有限公司的控股子公司憑借其在攪拌摩擦焊領(lǐng)域的深厚積累和技術(shù)創(chuàng)新,，將攪拌摩擦焊技術(shù)創(chuàng)新性地應(yīng)用于增材制造領(lǐng)域,，開發(fā)出攪拌摩擦固相增材技術(shù)（AFSD），為金屬增材制造開辟了一條全新的道路,。

技術(shù)原理

攪拌摩擦固相增材技術(shù)（AFSD）是一種基于固態(tài)連接的增材制造工藝,，它通過(guò)旋轉(zhuǎn)工具對(duì)金屬材料進(jìn)行局部塑性變形，并在壓力作用下進(jìn)行層層堆積,，實(shí)現(xiàn)高致密度的金屬結(jié)構(gòu)制造,。與傳統(tǒng)熔融型增材制造不同，AFSD工藝避免了材料的熔化過(guò)程,，減少了冶金缺陷,，提高了材料的力學(xué)性能。

AFSD技術(shù)的核心在于攪拌摩擦焊（FSW）原理,，即通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的工具在金屬表面施加局部摩擦熱,，使金屬處于高塑性狀態(tài)，然后通過(guò)機(jī)械攪拌作用實(shí)現(xiàn)材料的均勻連接,。這一過(guò)程不僅能夠有效避免熔融金屬凝固時(shí)產(chǎn)生的微裂紋,，還能保持材料的細(xì)晶組織，提高零件的耐疲勞性能和延展性,。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相比傳統(tǒng)金屬增材制造技術(shù),，AFSD 具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：

1. 無(wú)熔化制造,，降低殘余應(yīng)力。AFSD 采用固態(tài)堆積方式,，使得制造過(guò)程始終處于低溫塑性變形狀態(tài),，從根本上避免了傳統(tǒng)熔融工藝中因溫度梯度大而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力問(wèn)題。這一特性極大地提高了制造零件的尺寸穩(wěn)定性和服役壽命,。

2. 高致密度,、無(wú)冶金缺陷。由于 AFSD 避免了熔融與凝固過(guò)程,，材料內(nèi)部不會(huì)出現(xiàn)氣孔,、偏析、熱裂紋等常見(jiàn)冶金缺陷,，使得最終零件的致密度接近 100%，機(jī)械性能優(yōu)于傳統(tǒng)鑄造和焊接零件,。

3. 細(xì)晶組織,，提高力學(xué)性能。在摩擦攪拌過(guò)程中,，材料會(huì)經(jīng)歷動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,，形成超細(xì)晶組織。研究表明,，AFSD 制造的金屬零件相比傳統(tǒng)熔融增材制造工藝,，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度可提高 10%-30%，且斷裂延展率更高,，特別適用于高性能結(jié)構(gòu)件的制造,。

4. 適用于難加工合金材料。AFSD 技術(shù)能夠加工多種高性能金屬材料,，包括鋁合金,、鈦合金、不銹鋼,、高溫合金等,，特別適用于傳統(tǒng)工藝難以成形的合金，如航空航天領(lǐng)域常用的 2219 鋁合金,、TC4 鈦合金等,。這使得 AFSD 在高端制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

5. 綠色環(huán)保,、能耗低,。AFSD 由于采用固態(tài)加工方式，減少了高能激光或電子束的使用,，能耗比熔融型增材制造降低 30%-50%,。此外,，該技術(shù)基本無(wú)煙塵和有害氣體排放，更符合綠色制造的發(fā)展趨勢(shì),。

△固相增材制造VS主流熔化增材制造

從上述對(duì)比中可以看出,，攪拌摩擦固相增材技術(shù)在增材效率、可增材材料,、增材原料及成本,、缺陷控制和構(gòu)件性能等方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)，這使得它在高端裝備制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,。

本次展出的攪拌摩擦固相增材設(shè)備

航天工程裝備針對(duì)不同的應(yīng)用需求,，開發(fā)了多種型號(hào)的攪拌摩擦固相增材設(shè)備，包括：攪拌摩擦固相增材工作站,、橋式動(dòng)龍門攪拌摩擦固相增材設(shè)備,、

該工作站是針對(duì)高校及科研院所開發(fā)的全新固相增材設(shè)備，具備全防護(hù)鈑金護(hù)罩,，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,，占地面積小，可實(shí)現(xiàn)增材過(guò)程全參數(shù)監(jiān)控,，能夠滿足廣大科研工作者的設(shè)備需求,。

設(shè)備特點(diǎn)：

●配備高性能電主軸，可進(jìn)行多類型金屬的固相增材制造,。
●增材過(guò)程溫度,、扭矩及壓力的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
●數(shù)據(jù)采集及可視化,。
●模塊化設(shè)計(jì),。
●宜人化人機(jī)界面。

應(yīng)用前景與行業(yè)影響

AFSD 技術(shù)的成功應(yīng)用,，使得金屬增材制造在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的市場(chǎng)潛力,，相較于鑄造、鍛造等制造方法,，攪拌摩擦固相增材在特定場(chǎng)景下（如鋁合金異形件等）具備效率,、性能和成本優(yōu)勢(shì)。攪拌摩擦固相增材與傳統(tǒng)制造工藝形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),，可以解決傳統(tǒng)制造工藝存在的制備周期長(zhǎng),、設(shè)備投資大、質(zhì)量不滿足要求,、高能耗等問(wèn)題,，具備輕質(zhì)合金結(jié)構(gòu)件高效率、高質(zhì)量、短流程制造的成本優(yōu)勢(shì),。產(chǎn)品與服務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋航空航天,、船舶、汽車,、電子,、能源及科學(xué)研究等。

結(jié)語(yǔ)

航天工程裝備(蘇州)有限公司的攪拌摩擦固相增材技術(shù),，以其獨(dú)特的固態(tài)制造方式,，成功解決了傳統(tǒng)金屬增材制造的諸多技術(shù)瓶頸，為高性能金屬零件制造提供了全新的解決方案,。未來(lái),，隨著該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用推廣，AFSD 有望成為金屬增材制造領(lǐng)域的重要突破口,，為航空航天,、高端裝備制造等行業(yè)帶來(lái)革命性的變革。