解析：超聲波增材制造技術(shù)

3解析：超聲波增材制造技術(shù)近年國外進(jìn)展起一套的超聲波增材制造技術(shù)，它承受大功率超聲能量，以金屬箔材作為原材料，利用金屬層與層之間振動(dòng)摩擦產(chǎn)生的熱量，促進(jìn)界面間金屬原子相互集中并形成界面固態(tài)物理冶金結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)金屬帶材逐層疊加的增材制造成形，同時(shí)將固結(jié)增材過程與數(shù)控銑削等減材工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了超聲波成形與制造一體化的超聲波增材制造技術(shù)。與高能束金屬快速成形技術(shù)相比，超聲波增材制造技術(shù)具有溫度低、無變形、速度快、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，適合簡單疊層零部件成形、加工1、超聲波金屬焊接的進(jìn)展1930加超聲波振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)覺察不通電流也能進(jìn)展焊接，因而進(jìn)展了超聲金屬冷焊技術(shù)。雖然超聲波金屬焊接技術(shù)的覺察比超聲波塑料焊接要早，但目前應(yīng)用較廣的還是超聲波塑料焊接，這是由于超聲波塑料焊接對(duì)于焊頭質(zhì)量和換能器功率的要求要比金屬焊接低得多。所以，由于受超聲波換能器功率的限制，多年來超聲波焊接技術(shù)在金屬焊接領(lǐng)域沒有得到很好的應(yīng)用和進(jìn)展，主要局限于金屬點(diǎn)焊、滾焊、線束和封管4得超聲波焊接技術(shù)能夠?qū)隙ê穸冉饘俨膶?shí)現(xiàn)大面積快速固結(jié)成形，為超聲波增材制造技術(shù)的進(jìn)展奠定了技術(shù)根底。2、超聲波固結(jié)成形機(jī)理超聲波固結(jié)成形技術(shù)是承受大功率超聲波能量，以金屬箔材作為原料，利用金屬層與層之間振動(dòng)摩擦而產(chǎn)生的熱量，促進(jìn)界面間金屬原子的相互集中并形成固態(tài)2層的金屬箔材在超聲波壓頭的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于下層箔材高頻振動(dòng)時(shí)，由于摩擦生熱導(dǎo)致箔材之間凸起局部溫度上升，在靜壓力的作用下發(fā)生塑性變形，同時(shí)處于超聲能場(chǎng)的金屬原子將發(fā)生集中形成界面結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)金屬逐層增材固結(jié)成形制造。將增材快3D打印技術(shù)。3、超聲波增材制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與高能束金屬零件快速成形技術(shù)相比，超聲波固結(jié)成形與制造技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕原材料是承受肯定厚度的一般商用金屬帶材，如鋁帶、銅帶、鈦帶、鋼帶等，而不是特別的增材制造用金屬粉末，所以原材料來源廣泛，價(jià)格低廉。25%——50%，因此材料內(nèi)部的剩余內(nèi)應(yīng)力低，構(gòu)造穩(wěn)定性好，成形后無須進(jìn)展去應(yīng)力退火。5%左右；不產(chǎn)生任何焊渣、污水、有害氣體等廢物污染，因而是一種節(jié)能環(huán)保的快速成形與制造方法。加工一體化，可制作深槽、空洞、網(wǎng)格、內(nèi)部蜂巢狀構(gòu)造，以及外形簡單的傳統(tǒng)加工技術(shù)無法制造的金屬零件，還可依據(jù)零件不同部位的工作條件與特別性能要求實(shí)現(xiàn)梯度功能。的物理冶金界面結(jié)合率，且在界面局部區(qū)域可發(fā)生晶粒再結(jié)晶，局部生長納米簇，從而使材料構(gòu)造性能進(jìn)展外表預(yù)處理。面板的快速鋪設(shè)成形和制造，且由于該技術(shù)的制造過程是低溫固態(tài)物理冶金反響，因而可把功能元器件植入其中，制備出智能構(gòu)造和零部件。制造疊層封裝材料、疊層復(fù)合電極、薄材疊層，并且承受這些材料以及后處理工藝制作出周密電子元器件封裝構(gòu)造和簡單的疊層薄壁構(gòu)造件。二、超聲波增材制造裝備在研發(fā)出大功率超聲波換能器的根底上，美國首先研發(fā)了國際上第一臺(tái)利用超聲波能量固結(jié)成形的非高能束成形增材制造裝備。該系統(tǒng)單道次固結(jié)的金屬箔材寬25mm，10前超聲波增材制造裝備已進(jìn)展到第三代產(chǎn)品。表1為美國一、二、三代超聲波增材制造裝備技術(shù)指標(biāo)比照。從總體技術(shù)水平來看，第一代產(chǎn)品僅能被稱作為原型機(jī)，很多功能并不完善。其次代裝備在第一代又進(jìn)一步擴(kuò)大了工作空間和焊頭的最大垂直載荷，從而使之具有快速制造大尺寸零部3所示。美國第三代超聲波增材制造裝備的工作空間大小已到達(dá)〔1800×1800×900〕mm3，而且加工的材料也從最初的低強(qiáng)度Cu、316不銹鋼、NiTi-6-4合金等。超聲波增材成形與制造技術(shù)的最高水平，它可以用于金屬疊層復(fù)合材料、纖維增加金屬層狀復(fù)合材料、疊層智能構(gòu)造等的快速制造，也可用于深槽、空洞、網(wǎng)格、內(nèi)部蜂巢狀構(gòu)造體等外形簡單的金屬零件的快速成形與制造。由于超聲固結(jié)材料、技術(shù)和設(shè)備的特別用途及其在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用背景，美國對(duì)中國實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖，制止有關(guān)公司向中國出口超聲波固結(jié)設(shè)備和技術(shù)。三、超聲波增材制造技術(shù)的應(yīng)用由于超聲波增材制造技術(shù)獨(dú)特的低溫制造優(yōu)點(diǎn)，在制造需嵌入功能性元器件的復(fù)合材料和構(gòu)造時(shí)，能夠保證功能元器件不被損壞和失效，因此尤為適合將功能性元器件嵌入制成功能/造中增材/減材相搭配的制造方法，使得超聲波增材制造技術(shù)成功地應(yīng)用于同種、異種金屬層狀復(fù)合材料、纖維增加復(fù)合材料、梯度功能復(fù)合材料與構(gòu)造、智能材料與構(gòu)造。此外，超聲波增材制造技術(shù)還被應(yīng)用于電子封裝構(gòu)造、航空零部件、金屬蜂窩板構(gòu)造、熱交換器等簡單內(nèi)腔構(gòu)造零部件的制造。因此，該技術(shù)和裝備在航空航天、國防、能源、交通等尖端支柱領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。下面簡要介紹超聲波增材制造技術(shù)在復(fù)合材料與構(gòu)造、零部件等制造中的應(yīng)用。1、層狀材料和構(gòu)造材料超聲波增材制造技術(shù)的應(yīng)用之一即為層狀材料的疊層積存制造，可制備出疊層復(fù)合材料。無論是對(duì)于同種金屬還是異種金屬都能取得抱負(fù)的固結(jié)質(zhì)量。在層狀材料的制備中，超聲波增材制造技術(shù)有著相比其他制備方法更加快速、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，并〔4Ti/Al異種金屬SEM掃描圖像疊層毛坯，用于后續(xù)的燒結(jié)制備金屬間化合物基層狀復(fù)合材料。2、纖維增加復(fù)合材料現(xiàn)有的材料技術(shù)已經(jīng)越來越多地由之前的純金屬及合金轉(zhuǎn)向復(fù)合材料的應(yīng)用爭(zhēng)論。雖然復(fù)合材料有著很多純材料及合金無法比較的優(yōu)點(diǎn)，但相關(guān)學(xué)者仍在不斷地SiC陶瓷纖維或者NiTi外形記憶合金纖維，能夠在很大程度上改善原有復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性等力學(xué)指標(biāo)以及取得減震降噪等特別性能，到達(dá)材料的強(qiáng)韌化及功能性等目的。承受超聲波增材制Al2O35〔a〕SiCTi/Al5〔b〕所示。3、功能/智能材料利用超聲波增材制造技術(shù)已經(jīng)成功地在金屬基體中埋入光導(dǎo)纖維、多功能元器件等，從而制造出金屬基功能/智能復(fù)合材料。在金屬基體中直接植入電子元器件等能夠在很大程度上提高元器件的周密度，并簡化構(gòu)造，提高空間利用率。同時(shí)，超聲波增材制造過程中進(jìn)展的局部低溫固態(tài)物理冶金反響，避開了高能束成形制造時(shí)導(dǎo)致植入元器件的失效和增加體性能的劣化問題。試驗(yàn)說明，承受優(yōu)化的超聲波增材制64、金屬蜂窩夾芯板構(gòu)造超聲波增材制造技術(shù)的另一個(gè)應(yīng)用是金屬蜂窩夾芯板的制造。眾所周知，目前航空航天領(lǐng)域?qū)τ谝淮某p高強(qiáng)材料的需求迫切，復(fù)合材料雖然能夠在肯定程度上滿足這些需求但還不夠完善，利用超聲波增材制造技術(shù)能夠制造出一代輕質(zhì)金屬蜂窩夾芯板構(gòu)造材料，中空蜂窩骨架構(gòu)造的支撐及表層金屬共同構(gòu)成的三明治夾心7所示為超聲波增材制造技術(shù)制備出的金屬蜂窩夾芯板。5、金屬疊層零部件制造由于超聲波增材制造技術(shù)能夠制造出內(nèi)腔簡單、準(zhǔn)確的疊層構(gòu)造，所以近年來在金屬零部件制造領(lǐng)域中的應(yīng)用前景漸顯。逐層制造的特點(diǎn)使得很簡潔設(shè)計(jì)并制造〔8〔a〕，鋁合金航空零部件〔〔b〕的快速制造和鋁合金微通道熱交換器〔〔c〕造。四、完畢語外形簡單度、高功能簡單度、低本錢和輕量化零件的制造方面發(fā)揮著巨大的作用，被認(rèn)為是現(xiàn)代制造業(yè)的一次工業(yè)革命，正在向高功能、高性能材料零件直接制造方向發(fā)展。作為增材制造技術(shù)的一種，超聲波增材制造技術(shù)具有諸多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并可以預(yù)見到在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)有很大的進(jìn)展前景。但對(duì)目前而言，超聲波增材制造技術(shù)還存在一些0.4mm可實(shí)施固結(jié)的厚度則更小。這是由于當(dāng)超聲波固結(jié)技術(shù)應(yīng)用于較大厚度和較高強(qiáng)度金屬板材時(shí)，需要大幅提超群聲波換能器的輸出功率，這給加載系統(tǒng)聲學(xué)設(shè)計(jì)及制造帶來一系列難以解決的問題。所以，如何拓寬超聲波增材制造技術(shù)的工藝適用范圍和加工力量，滿足厚度大和強(qiáng)度高金屬板材的增材制造是目前國內(nèi)外爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。超聲波增材制造技術(shù)在原有較為初級(jí)的超聲波金屬焊接的根底上經(jīng)過不斷進(jìn)展，在技術(shù)上突破了對(duì)金屬材料焊接應(yīng)用中焊頭強(qiáng)度和換能器功率的限制，具有能夠雖然目前超