近日,黄渤海新区科技企业烟台产研鑫合新材料有限公司成功研制出国内首台超声波增减材一体式加工制造设备,填补了我国在超声波固相增材制造(UAM)领域的技术*。这一重大技术突破,标志着我国在高端装备制造领域迈出了坚实一步,为制造业转型升级提供了全新的技术路径,有望在航空航天、新能源汽车、光伏产业等领域发挥重要作用。
走进黄渤海新区八角湾国际科创中心的企业厂房内,一台外观银灰色的设备不断发出高频“嗡嗡”声。随着机械臂的精准移动,一层层金属箔材被迅速“焊接”成型,整个过程没有火花四溅,也没有高温灼烧的痕迹,这就是烟台产研鑫合*新研制的超声增材制造设备。
增材制造,通常也被称为3D打印,而超声波增材制造,顾名思义是一种利用超声波振动逐层堆叠金属箔材的先进制造技术。与传统熔焊工艺相比,其*大的优势在于低温加工,避免了材料因高温导致的氧化、相变及残余应力等问题,尤其适用于异种金属连接和功能梯度材料的制备。
“这台设备可实现6000瓦输出功率,能够满足铜、铝、镍、钛等多种功能材料及梯度材料的制备需求。”烟台产研鑫合总经理孙磊介绍,该设备同时还可实现铜/铝、铝/钛等异质材料的高质量复合增材制造,为轻量化功能材料制备、热敏感器件无损植入等领域提供了全新的解决方案。
长期以来,超声波增材制造技术被国外垄断,关键设备进口不仅价格高昂,还受到严格的技术封锁。“以设备核心部件超声焊头为例,国外进口产品的价格高达30万美元,而我们自主研制的超声焊头成本仅为进口产品的七分之一。”孙磊表示。
这一突破的背后,是研发团队历时12年的技术攻关。作为国内*研发超声波增材设备的团队,烟台产研鑫合已在相关领域申请多项专利。团队通过自主研发,不仅攻克了高功率超声波发生器的稳定性难题,还创新性地将增材制造与减材加工模块集成于一体,解决了传统分段加工导致的界面性能下降问题。
在黄渤海新区和山东产研院(烟台)的支持下,相关技术迅速成熟并进入产业化阶段。目前,该设备已具备批量化生产能力,未来将广泛应用于航空航天、新能源汽车、光伏、无人机等领域。
“在航空航天领域,轻量化、高强度材料的需求日益增长,而超声波增材制造能够实现铝/钛等异种金属的高强度连接,大幅降低结构重量。”孙磊介绍,“在新能源汽车领域,该技术可用于电池散热结构、电机部件的制造,提高能效比。”与传统制造工艺相比,超声波增材制造不仅效率更高,还能减少材料浪费,降低能耗,符合绿色制造的发展趋势。
“未来,我们将继续秉承创新驱动发展的理念,不断加大研发投入,持续优化产品性能,拓展应用领域。同时,公司将加强与国内外高校、科研机构的合作,共同开展前沿技术研究,推动超声波固相增材技术的不断进步,为制造业的转型升级作出更大的贡献。”孙磊说。