國產(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（以下簡稱“AEE”）隸屬于中國航天科技集團(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，它通過旋轉(zhuǎn)工具對金屬材料進(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),，然后通過機(jī)械攪拌作用實(shí)現(xiàn)材料的均勻連接,。這一過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

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

1. 無熔化制造,，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,、無冶金缺陷,。由于 AFSD 避免了熔融與凝固過程，材料內(nèi)部不會(huì)出現(xiàn)氣孔,、偏析,、熱裂紋等常見冶金缺陷，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)基本無煙塵和有害氣體排放,，更符合綠色制造的發(fā)展趨勢,。

△固相增材制造VS主流熔化增材制造

從上述對比中可以看出，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,，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

航天工程裝備針對不同的應(yīng)用需求,，開發(fā)了多種型號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,。
●增材過程溫度、扭矩及壓力的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測,。
●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景下（如鋁合金異形件等）具備效率、性能和成本優(yōu)勢,。攪拌摩擦固相增材與傳統(tǒng)制造工藝形成優(yōu)勢互補(bǔ),，可以解決傳統(tǒng)制造工藝存在的制備周期長、設(shè)備投資大,、質(zhì)量不滿足要求,、高能耗等問題，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。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

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,，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)帶來革命性的變革,。