攪拌摩擦固相增材又稱攪拌摩擦沉積增材,簡稱AFSD,是一種基于攪拌摩擦原理的固相增材制造技術,即在低于材料熔點的溫度下,通過旋轉工具頭與金屬原料的摩擦產熱,使材料軟化至塑性狀態,并逐層沉積壓實在基底上,從而形成“致密”的三維結構。
AFSD是攪拌摩擦焊(FSW)、摩擦堆焊技術的結合,具有沉積過程無熔化和凝固現象、致密度高、靈活性高、沉積效率高、沉積效率高、綠色環保、能耗低等優勢。攪拌摩擦焊是一種固態焊接技術,于20世紀90年代被開發出。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年中國攪拌摩擦固相增材(AFSD)市場分析及發展前景研究報告》顯示,AFSD技術避免了傳統增材制造(如選區激光熔化、激光熔化沉積、電弧熔絲增材制造等)工藝存在的熱裂紋、氣孔、有害相等冶金缺陷,是目前增材制造領域最具前景的研究熱點之一。
AFSD主要針對金屬合金材料,包括輕質合金、銅合金、鈦合金、鋁合金、鎂合金、鎳基合金、不銹鋼等。AFSD可實現異質金屬、難焊金屬的增材制造,能夠直接制造高質量、復雜結構的金屬零件,在航空航天、汽車制造、船舶制造、醫療器械、國防軍工、軌道交通、半導體等領域具有廣闊的應用前景。
固相增材制造技術在高端制造領域應用前景廣闊,但由于設計難度大、攪拌摩擦焊技術由日美企業壟斷,早期國內仍缺乏固相增材設備,限制了該技術的應用。近年來,在航天工程裝備(蘇州)有限公司(AEE)、天津大學、南京航空航天大學、陜西智拓固相增材制造技術有限公司等企業布局下,我國固相增材制造技術發展加速,其中AEE聯合澳門發展及質量研究所成功開發出了具有自主知識產權的AFSD技術,打破了美國、日本技術壟斷。
AEE隸屬于中國航天科技集團有限公司第八研究院,是國內首家實現連續送料AFSD設備工程化應用的企業,在國內攪拌摩擦焊裝備市場市占率近50%,其AFSD設備包括攪拌摩擦固相增材工作站、橋式動龍門攪拌摩擦固相增材設備等。
新思界
行業分析人士表示,AFSD可直接制造高質量、復雜結構的金屬零件,在可增材材料、增材成本、增材效率、缺陷控制、構件性能等方面較傳統增材制造技術具有顯著優勢,在航天航空、汽車、船舶等裝備制造領域應用前景廣闊。目前我國已實現AFSD設備自主化、國產化生產,在制造業升級背景下,AFSD應用有望持續擴展。
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