搅拌摩擦增材制造技术研究进展与展望

摘要:为系统梳理搅拌摩擦增材制造(friction stir additive manufacturing,FSAM)的研究进展、技术瓶颈及发展前景,采用文献计量学方法,使用VOSviewer 可视化工具对Web of Science 数据库进行了计量学分析。FSAM 作为大型轻质合金构件成形的固相增材技术,已在全球先进制造领域引发广泛关注。本文系统归纳总结了FSAM 技术及其相关工艺机理的国内外研究进展,将常见的FSAM 分为基于薄板叠加的搅拌摩擦增材制造和搅拌摩擦沉积增材制造两类,并对两类典型FSAM 技术的特征及其工艺优缺点进行了对比分析。系统综述了FSAM 的技术原理、工艺参数、材料体系、微观组织演变及力学性能,重点分析了该技术在金属材料加工方面的国内外研究与应用现状,最后指出深入理解增材工艺内在机理、拓展新材料应用、开发外场辅助工艺改型以及利用人工智能进行工艺优化是未来该领域研究的重点方向。

关于机器人焊接技术的研发与应用之探讨

智能制造是基于新一代信息技术, 贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。

超声加工的技术发展与行业应用

摘要:超声加工技术因其众多良好的加工效果,得到了广泛的重视和良好的发展,形成了特有的行业体系。系统介绍了超声加工技术在机械制造、生物医学制造、微纳制造行业的发展应用,从加工模式、装备、应用方面重点介绍了超声加工的标志性进展,最后对超声加工技术的发展现状和发展趋势进行了总结与展望。

机器学习在电弧增材制造中的应用

摘要:电弧增材制造技术具有成形效率高、成本低等优势,已成为金属增材制造技术不可或缺的一部分。然而,电弧增材制造稳定性较差,成形过程需大量人工干预,存在智能化程度低等难题。基于机器学习的电弧增材制造分析方法,对于促进电弧增材制造技术智能化具有重要意义。主要围绕电弧增材制造设计、过程监测、工艺参数与成形零件性能关系这3个方面,总结了机器学习在电弧增材制造工艺流程中的应用。通过对该领域文献调研,综述了在上述3个方面的机器学习方法研究及应用进展。在此基础上,指出了该领域面临的挑战与发展前景。

增材修复质量预测模型及工艺优化研究进展

摘要:增材修复工艺参数与修复质量之间存在复杂的映射关系,工艺参数直接影响修复质量,优化工艺参数是调控修复质量的有效方法;建立增材修复质量预测模型旨在揭示工艺参数与修复质量之间的关系,对实现工艺参数优化具有重要意义。基于此,在预测模型方面,对回归分析模型和机器学习模型在增材修复领域的研究现状进行综述,重点阐述机器学习中神经网络、随机森林和支持向量机三种典型的预测模型,并对比分析各模型的优缺点;在工艺优化方面,综述田口法、响应曲面法和机器学习算法在增材修复领域的研究情况,分类阐述响应曲面法中鲍克斯-本肯设计和中心复合设计两种方法,重点分析机器学习算法中遗传算法和粒子群优化算法在增材修复工艺优化中的研究进展。最后对预测模型和优化方法在增材领域的应用现状进行总结,并对其未来发展方向做出展望。

健身器械用高性能钢丝绳的研发与生产

摘要:为解决国内试制的6×19-PP涂塑钢丝绳作为健身器械使用时寿命偏低和疲劳起皮的问题,研发生产6×19-SPC钢塑复合绳芯钢丝绳。新研制的钢丝绳在合成纤维外捻制12 根镀锌钢丝构成钢塑复合绳芯,以代替原有的纯钢芯或纯塑芯,打破了原有绳芯材质理念。以KSC72A 线材为原料,选择绳芯股涂油、外层股不涂油的方式及特殊在线预张拉,所研制的钢丝绳公称直径3.18 mm,直径公差( 0.0~+0.5) mm,公称抗拉强度2060MPa,最小破断拉力8kN,其整绳破断拉力、疲劳后破断拉力、疲劳寿命满足高档健身器械用高性能钢丝绳要求,可替代进口。

激光熔丝增材制造及其复合制造技术研究进展

摘要:激光熔丝增材制造技术在制造复杂几何结构部件、大型装备部件以及实现轻量化生产中显现出独特优势,具有较高的材料利用率,推动了绿色化生产,受到了广泛关注。但该技术在对特殊材料的适应性、缺陷控制及设备稳定性等方面仍然面对重大挑战,需要不断对工艺参数制定优化策略以保证部件质量。在总结激光熔丝增材制造技术发展现状的基础上,探讨了复合热源熔丝技术的研究现状,展望激光熔丝增材制造技术的发展趋势。

系列化高端液压支架智能制造体系构建研究

摘要:针对我国高端液压支架制造粗放、质量可靠性不足等突出问题,围绕系列化高端液压支架智能制造体系展开研究,提出了以整体标准-云端设计-智能制造-质量管控为主线的全流程智能制造体系架构。首先,分析了国内外液压支架研究现状,明确了国产装备与国际顶尖水平的差距;随后,构建了含通用、安全、制造等五类核心标准的智能制造标准体系及九大维度管理体系;进而从精准设计系统、全流程智能制造、全流程质量优化三方面搭建体系;最后,提出了新技术融合、多维度保障及“产学研用” 协同等建议。该研究可为我国高端液压支架的智能化转型与产业升级提供理论支撑与实践路径。

焊接结构件焊缝成形质量在线检测技术

摘要:目前,焊接结构件焊缝成形质量的无损检测仍普遍采用低效率、低精度的目视方法. 为改善这一现状,一种基于结构光视觉的焊缝成形质量在线检测技术被提出,建立的3D 坐标识别模型,赋予了该技术对空间3D 信息的感知能力,融合YOLOv5 与空间距离判断法的图像处理算法,从结构光图像中自主判定焊缝的类型,并自动测量焊缝的几何尺寸,如焊缝宽度、余高与焊脚尺寸等,该算法不再局限于焊缝轮廓的监测,还可准确地识别、分类与定位各种焊缝几何缺陷,如焊缝超高、错边、未焊满下垂、咬边、焊瘤、凸度过大与焊脚不对称等,并根据ISO 5817:1992 标准在线自主评定缺陷的质量等级. 结果表明,该技术对焊缝几何尺寸的测量精度可达10−2 mm 量级,对焊缝几何缺陷的质量等级评定准确率达100%,完全满足自动化焊接生产线在线评定焊缝成形质量的技术要求.创新点: (1) 设计了对接焊缝和角接焊缝同等适用的成形质量在线检测技术.。(2)实现了焊缝几何尺寸的精确测量.(3) 实现了焊缝几何缺陷的准确识别、分类、定位与质量等级评定.

冷喷涂高温合金:研究现状、挑战与展望

摘要:冷喷涂技术凭借其固态沉积特性,在制备高质量金属涂层、高效高速损伤修复及增材制造领域展现出显著的优势及应用潜力。然而,该技术在喷涂高强度高温合金材料时,仍存在涂层孔隙率高、强度不足、无塑性等技术挑战。本文系统综述了冷喷涂高温合金的临界沉积条件及其影响因素,重点探讨了沉积态材料的显微组织特征及其与性能(尤其是拉伸性能)的关联,并总结了显微组织与性能优化的主要方法,比如喷后热处理、喷后热等静压、激光辅助冷喷涂、原位喷丸辅助冷喷涂沉积等。为拓展冷喷涂高温合金工程应用,今后需要极大改善高温合金粉末的变形条件及沉积窗口,降低工艺成本,并通过复合处理技术改善冷喷涂态高温合金涂层的性能,为推动其在航空航天修复领域的应用提供理论依据与技术指导。