复杂薄壁构件电磁成形制造技术的发展与展望

摘要:介绍了电磁成形工艺的技术特色和难点问题, 从材料的宏微观变形角度分析了电磁成形工艺对不同合金微观组织演变的影响规律, 研究了材料的宏微观断裂行为并总结了该工艺的增塑机制, 探讨了电磁成形工艺对零件回弹的控制能力及内应力振荡衰减的影响。从成形工艺角度, 综述了当前不同板管类零件成形的多级多向电磁力调控方案, 归纳了现有的电磁复合成形工艺研究现状。电磁成形技术从单一的电磁力成形不断向复合工艺方向发展, 成形零件类型向极端尺寸、变截面和多曲率等方面扩展, 零件的成形极限和精度均得到了显著提升。电磁成形在应用材料、尺度效应和多工艺耦合等方面的研究还有待进一步完善。

机器学习在增材制造中的研究进展

摘要:增材制造(Additive manufacturing,AM)技术的迅速发展为复杂结构部件的构建与功能梯度材料的实现提供了新的可能性。但是其工艺过程涉及复杂的多物理场耦合与动态演化机制,易引发孔隙、翘曲和裂纹等微观缺陷,进而对成形质量与结构性能构成严峻挑战。机器学习(Machine learning,ML)技术凭借数据驱动优势,逐步应用于增材制造的设计优化、工艺参数调整、质量预测与缺陷检测等领域。本文综述了增材制造主要工艺及其控制特性,分析了传统物理建模在复杂耦合过程下的局限性,并系统探讨了监督学习、无监督学习、深度学习与强化学习等算法在3D打印工艺参数优化、过程异常检测、内部质量评判等关键任务中的应用,最后展望了智能化AM系统在实时感知、自适应控制与反馈优化、多模态融合与物理引导建模等方向的发展潜力。

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。

加工钛合金用硬质合金铣刀的研究进展及现状

摘要:本文综述了近年来应用于钛合金加工领域的硬质合金铣刀的研究进展与现状。钛合金因其优异的机械性能和耐腐蚀性,在航空航天、生物医疗等领域得到广泛应用,但其加工难度大,对刀具材料及结构提出了更高要求。硬质合金作为主流切削工具材料,可以通过刀具结构设计、涂层技术以及参数选择等方面的发展,显著提升刀具寿命和加工效率。未来,硬质合金铣刀的发展将更加注重复合材料的应用和智能刀具的设计,以适应更复杂的工作环境和更高的生产效率需求。

冷金属过渡技术在异质连接及增材制造中的应用

摘要:冷金属过渡(CMT)技术是在传统MIG/MAG焊基础上开发的一种改进型熔化极气体保护焊,具有热输入低、飞溅小、成形美观、绿色高可靠等一系列优点,广泛应用于航空航天、海工装备、车辆工程等领域。概括了冷金属过渡技术的原理及特点,重点介绍了冷金属过渡技术在异种金属焊接、薄板焊接、增材制造等的研究应用,以及目前存在的一些问题及未来需要研究的重点和方向。

激光熔覆耐磨铁基合金涂层研究现状

摘要:磨损失效作为机械部件的主要失效形式之一,会造成巨大的能源消耗和材料损失。激光熔覆技术作为我国重点发展的再制造技术之一,具有修复效率高、性能优异、绿色环保的特点。综合考虑熔覆层与基体材料的热膨胀系数、熔点及润湿性等匹配性因素,铁基合金成为激光熔覆再制造的主要合金材料之一。结合国内外最新相关研究成果,从合金成分、外加强化相、激光熔覆工艺参数(激光功率、扫描速率、送粉率)等方面对激光熔覆铁基合金耐磨性能的影响进行了综述,系统讨论了合金成分、外加强化相、激光熔覆工艺参数对铁基熔覆层耐磨性能的影响机理,并介绍了铁基熔覆层的磨损失效机理。最后对激光熔覆高耐磨铁基合金涂层的未来发展方向进行了展望。

激光增材制造金刚石工具的研究现状与展望

摘要:金刚石拥有极高的硬度和优良的耐磨性,由其作为磨粒制作的金刚石工具在硬脆难加工材料的高效、精密加工方面具有不可替代的作用。然而,随着新型硬脆材料的推广应用及现代精密加工需求的不断提高,亟需开发形状复杂化、结构精细化和性能高端化的金刚石工具。与传统制造技术相比,激光增材制造技术从原理上突破传统工具的结构设计和制造模式,可实现复杂形状、微小尺寸、超薄厚度金刚石工具的精密成形,受到国内外研究者的高度关注。检索了对近几年国内外有关激光增材制造金刚石工具的文献报道,综述了金属基金刚石工具、树脂基金刚石工具的激光增材制造技术与工艺,最后指出激光增材制造金刚石工具研究现状存在的不足,同时展望了未来研究方向,为激光增材制造金刚石工具的研究和应用提供参考,推动超硬材料工具制造技术的革新与发展。

激光加工技术在工业制造中的最新发展和未来趋势

摘要:激光技术彻底改变了工业制造,相较于传统工艺,在精度、效率和多功能性方面实现了质的飞跃。探讨了激光技术的最新进展,重点介绍了其在工业制造中的应用。深入研究了超快激光、增材制造、激光焊接、切割和表面处理等前沿发展。提供了来自汽车、航空航天、电子、医疗及农业等各个行业的真实案例,反映出激光技术的变革性影响。此外,还讨论了人工智能驱动的激光系统、绿色和蓝光激光,以及混合制造工艺等新兴趋势;展望了激光技术在工业制造中的未来,指出了潜在的挑战和机遇。

激光封接金属与玻璃的研究现状

摘要:玻璃和金属是工业中常见的两种材料,在物理和化学性质上均具有独特的性能。近年来,玻璃和金属的封接体由于其独特的性能而获得了关注,并且应用在医疗、航空航天和微电子等行业中。然而,传统的金属与玻璃的封接技术会导致热物理性质的差异而形成残余应力和界面的连接失效。激光焊接技术具有高精度、能量集中和快速加工的特点,从而在玻璃与金属的加工中得到了迅速的应用。介绍了传统封接金属与玻璃的应用和弊端,并对比分析了激光焊接金属和玻璃的研究进展。还对激光封接金属与玻璃的未来方向提供了思路,可以作为研究和应用激光封接金属与玻璃的一个借鉴。

等离子束表面改性技术在金属材料领域的研究现状与应用

摘要:随着现代工业技术的迅猛发展,对金属材料表面性能的要求日益提高,传统材料逐渐难以满足高性能零部件的应用需求。等离子束表面改性技术作为金属材料表面工程领域的核心技术之一,通过高能等离子体与金属基体的相互作用,可实现对材料表面性能的精准调控,在材料工程领域受到广泛关注。通过聚焦等离子束表面改性技术的研究现状及其应用,系统综述了该技术的国内外研究进展、主要分类与特点、作用机理、典型应用场景,以及未来发展趋势等。虽然等离子束表面改性技术在材料硬度、耐腐蚀、抗氧化及抗磨损等性能提升中展示出显著优势,但该技术仍面临着设备成本高、工艺稳定性不足及改性层结合力有限等关键挑战。由此,总结了等离子束表面改性技术在人工智能工艺优化、智能化控制系统、复合改性技术融合,以及新型材料适配等方面的未来研究方向。