成果推介 | 五轴联动增减材复合制造技术及装备

院士团队：卢秉恒院士团队

所属学部：中国工程院机械与运载工程学部

成果详情：

面向航空、航天、核动力等领域，以实现中小型高精度复杂结构零件的高效制造和修复为目标，集成了激光熔融沉积及车/铣削工艺，成功研制了五轴联动增减材复合制造装备，重点解决了装备功能集成、增减工艺复合、零件变形控制及性能在线调控等关键共性技术，构建了包含不锈钢、高温合金、钛合金等材料的工艺数据库。成果申请国际PCT专利1项、国家发明专利20项，已授权国家发明专利6项。

成果主要创新点：

1）构建了成形环境惰性气体保护系统和刀具气体冷却循环系统，满足了钛合金等易氧化及难加工材料零件的增减材复合制造需求。

2）提出了基于激光预热缓冷的零件在线形性协同调控方法，开发了关键功能部件预热缓冷熔覆头。

3）提出了工序间增减材复合制造工艺方法，开发了五轴联动增减材数控编程模块。

成果已投入中试及产业化应用，构建了航空航天精密复杂零件快速制造中试生产线，实现了设备销售，进行了航空、航天发动机零件复合制造工艺验证，完成了2种型号航空发动机机匣和1种型号液体火箭发动机诱导轮的增减材复合制造，材料利用率提高60%以上，制造效率提高50%以上。

成果图片及简要说明：

五轴联动增减材复合制造设备样机

可实现复杂型面及具有内腔零件的增减材一体化制造，配置专用数控系统，实现了熔池温度在线监测和零件尺寸/形状误差在线检测，集成了气氛保护系统和刀具气体循环冷却系统。