交大团队承担国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项项目[图]

10月17-18日，国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项“高性能金属结构件激光增材制造控形控性研究”项目启动会在西安举行，来自西北工业大学、上海交通大学、清华大学、南京航空航天大学、华中科技大学、中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院等共12家单位40余人参加会议。会议由科学技术部高技术研究发展中心主持。上海交大材料科学与工程学院特种材料研究所王浩伟教授团队牵头负责其中的“轻质高强韧合金的激光增材制造合金化机理”项目，王浩伟、吴一博士、夏存娟博士参加会议。吴一详细介绍了项目背景、主要研究内容、考核指标和预期成果、课题设置、进度安排以及实施计划等。 

该项目是国家重点研发计划首批立项成功的项目。国家重点研发计划重点关注基础理论研究，制造领域相关项目比重很小，该项目是“增材制造”方向唯一成功立项的项目。它将针对我国民用大型客机中轻质、高强韧铝、钛合金构件整体化增材制造精确控形控性展开研究，揭示激光非平衡高温移动熔池冶金热力学和动力学行为，量化激光成形内部残余应力水平并揭示其对零件变形开裂及力学性能的影响规律，厘清适合激光增材制造工艺特征的构件强韧化机理，建立激光增材制造专用铝、钛合金的成分设计原则，建立面向民机适航的原材料-工艺规范和可靠性评价方法，在大飞机研制中实现工程试用。  

王浩伟教领导的特种材料研究团队的熔体控制自生纳米陶瓷Al/TiB2铝基复合材料，将作为项目的重要材料支撑。课题基于激光增材制造的工艺及组织特征，通过引入团簇成分式、热力学、力学性能等计算与预测方法，明晰熔体控制下的自生微纳米颗粒相的析出机理及其对铝、钛合金强韧化行为的影响，结合原材料熔炼、粉末制备冶金和激光熔池冶金行为分析，对专用铝、钛合金高强韧合金进行组分优化。预期形成适用于民机中铝合金、钛合金构件激光增材制造的技术规范和技术要求，实现最大方向尺寸≥400mm铝合金关键结构件——C919改型飞机铝合金舱门铰链壁的制造。  

该项技术将为激光增材制造在民机制造等高端装备领域轻质高强韧合金构件整体化精密高质量成形的产业化应用奠定技术基础。运用于批量生产后，预计每年能够创造直接经济效益达1亿元，而且还可通过示范效应加快激光增材制造在航空、航天、舰船、医学等领域的应用进程，促进我国传统制造产业升级，形成重大的社会和生态效益。