双轮廓仪金属增材制造工件表面3 维重建技术

为解决金属增材制造的零件易出现变形的问题,开展基于双轮廓仪的变形检测技术研究。以激光三角测 量法为测量核心方法,通过点云数据拼接处理,完成了工件表面形貌的3 维重建。实验验证结果表明：该系统能达 到的测量分辨率为2 μm,可为金属增材制造加工过程的变形检测技术提供一种新的检测手段。     

金属结构增材制造技术发展及其在高超声速飞行器上的应用分析

介绍了金属结构增材制造技术的种类及所用的材料,总结了金属结构所涉及的5个环节。分别从增材制造整体发展布局、检测技术与标准化、高性能金属结构件制备等方面对自2013年以来的金属结构增材制造技术发展进行了梳理,从检测技术与标准化、大尺寸结构件、复杂高性能结构件和特种金属粉体等方面对增材制造技术在高超声速飞行器上的应用进行了分析。     

3D打印技术及其军事应用发展动态

阐述了3D打印技术的基本概念与不同工艺采用的材料,对3D打印技术在航天航空、武器装备制造、消费电子产品等领域的发展概况进行了概述。同时,对3D打印设备的世界分布情况进行了统计,分别从武器装备受损部件修复和复杂结构部件生产两方面对3D打印技术在军事领域的应用进行了介绍。跟踪和梳理了国外3D打印技术的发展动态。     

3D打印技术与装备快速维修保障

近年来3D打印技术发展迅速,在成型单件小批量、结构复杂的零件上显示出独特优势。3D打印技术在武器装备领域的成功实践,为战场装备快速维修保障提供技术支撑。针对3D打印在军事领域的应用现状,分析目前战场装备维修存在的问题以及3D打印应用于战场装备快速维修的军事需求。结合3D打印工艺特点及战场抢修及时性的要求,阐述3D打印应用于装备快速维修的关键技术,为3D打印技术应用于战场装备快速维修保障提供新思路。     

金属增材制造技术在武器装备的应用和发展

金属增材制造技术能实现复杂形状金属构件的快速整体制造,已成为高性能武器装备复杂构件设计和制造的新方法.本文综述了武器装备制造采用的金属增材制造方法及特点,按照材料分类列举了金属增材制造技术在武器装备制造领域典型的应用案例.在分析现状的基础上,展望了金属增材制造技术在武器装备领域未来的发展趋势.     

增材制造技术在国外航天动力系统中的应用

增材制造作为一种新型的数字化制造技术,在复杂型腔整体构件的制造中优势显著。针对增材制造技术在航天发动机中的应用研究进行了调研分析,阐述了基于增材制造的航天动力系统结构优化设计、工艺开发、无损检测等方面的应用研究情况。综合来看,增材制造技术极大地推动了航天发动机喷注器、推力室、喷管等产品的整体化、轻量化,应用前景广阔。     

增材制造技术在国外航天领域的研究应用现状

增材制造是一种新型的数字化制造技术,在航天领域得到了越来越广泛的应用。针对近几年国外在航天领域开展的增材制造技术研究与应用进行了调研分析,重点阐述了增材制造技术在国外航天运输系统、导弹武器系统、卫星系统以及太空制造中的研究应用情况。综合来看,国外航天领域增材制造技术正逐渐进入主流制造技术的行列。     

基于3D 打印的智能化装备保障体系

针对智能化战场对装备保障提出的自动化智能化程度越来越高、保障精准度越来越高、保障速度越来越 快的要求,提出基于3D 打印的智能化后装保障体系。分析未来战场信息集成程度高、战场节奏紧密快速、毁伤精 确高效的特点,利用3D 打印技术数字化程度高、打印成型速度快、即用即造的优势,构建能够适应未来智能化战 场要求的后装保障体系。结果表明：该体系能在最短时间内准确找出受损装备存在的问题,提高装备保障的效率和 效果。     

运载火箭大型关键承力产品激光沉积增材制造技术研究

针对TC11钛合金芯级捆绑支座激光熔化沉积成形制造过程开展了工艺研究和产品试制,通过对比分析验证了不同成形方向结合区对本体性能无明显影响,证明了原材料粉末中氧元素对本体性能的强化作用,并提出了合理的粉末原材料含氧量控制范围.试制件1.5倍工作载荷静力试验考核合格,通过材料升级与增材制造技术结合实现了结构减重和快速制造的目的,为运载火箭大型复杂结构关键承力产品制造提供了一条新的途径.     

复合固体推进剂与电阻式温度传感器一体化增材制造技术

与传统浇注方法相比,利用增材制造（又称“3D打印”）技术制造的复合固体推进剂具有药柱构形不受模具限制,配方、性能连续可调等一系列技术优势。为提升打印效果,对基于光固化成型的复合固体推进剂打印配方及技术参数进行了研究,并对打印的推进剂样品进行了性能测试。此外,通过将电阻式温度传感器集成到打印推进剂样品中,实现了复合固体推进剂与电阻式温度传感器的一体化增材制造,并对不同温度下温度传感器的电阻值进行了检测。结果表明,在固含量为83%的固体推进剂浆料中添加不低于3%的紫外光（UV）固化树脂即可实现较好的预固化效果。对于固含量77%和80%的浆料,可以用直径为0.26 mm的针头挤出,而当固含量达到81%及以上时,需选择直径为0.5 mm的针头。当固含量为81%时,得到的推进剂样品维形性较好,外观无明显缺陷,但电子计算机断层扫描（CT）结果显示样品内部存在片状孔隙。20℃时,样品拉伸强度和断裂伸长率分别为0.94 MPa和15.63%;60℃时则分别为0.70 MPa和14.63%。与传统浇注推进剂相比,拉伸强度无明显变化,但断裂伸长率降低。电阻式温度传感器材料与推进剂间的结合强度为0.21 M...     

美国Tinker空军基地制造首个3D打印发动机部件

据2020年8月3日美国Tinker空军基地网上报道:美国俄克拉荷马城(Oklahama)空军后勤基地、空军维护中心制造出首个增材制造金属部件,在美国空军飞机发动机上试验成功,这是未来飞机维持E-3机载预警和控制系统以及B-52轰炸机的重要里程碑。该基地使用3D打印(增材制造)用于TF33-P103发动机部件,该部件不仅节省制造时间还提高发动机效率。该项合作是第76推进维护组,逆向工程(或倒序制造,即研究另一家公司产品后加以仿制),关键工装实验室和空军寿命循环管理中心推进维持部门共同制造的3D打印抗冰垫圈(gasket)。该垫圈是TF33发动机安全有效运行的关键部件,可使E-3、B-52和E-8联合侦察目标攻击雷达系统更快。     

基于增材制造技术的电枢结构优化与试验研究

基于拓扑结构设计技术,以C型电枢为例,依据发射过程中电枢受力及内部电流分布,用点阵结构拓扑优化电枢内部,设计并通过增材制造加工出半拓扑和全拓扑结构两种电枢,优化后的电枢较原电枢分别减质量37%和47%。通过发射试验,在峰值电流约550 kA时全拓扑结构电枢解体,半拓扑结构电枢在800 kA电流时仍可正常发射。结果表明：同样输入能量下,半拓扑优化电枢在发射电流为550、650、750、800 kA时,炮口速度分别提高了13.3%、11.3%、9.0%、5.0%,增材制造技术可为电枢轻量化设计提供新技术。     

激光增材制造微观结构模拟与力学性能预测

提出一种考虑粒子数量的激光增材制造热源模型,模拟同轴送粉激光熔覆增材制造过程中的温度变化历史,通过与试验数据对比验证所提出新型热源的有效性。基于Monte Carlo方法发展一种新型多尺度计算模型以模拟双相钛合金增材制造过程中的相变和晶粒变化,采用有限元模型重构Monte Carlo模型所得到的微观结构模型,通过算例对比验证基于微观结构形貌的有限元模型对于双相钛合金力学性能预测的准确性,并进一步计算分析激光增材制造构件的流动应力。计算结果发现,采用考虑粒子数量的热源模型,可以更好地模拟增材制造热过程,增材过程中各层出现不同程度的重熔及重加热过程。微观结构计算结果表明,对增材制造过程微观结构的多尺度模拟是有效的,且可以较好地计算两相钛合金增材制造过程中的晶粒体分比变化及形貌。在对重构Monte Carlo模型计算所得微观结构进行力学性能测试中发现,计算所得流动应力均能较好地反映两相钛合金力学性能变化规律。     

大型送粉式激光增材制造成套设备设计与研究

摘要：针对兵器设备的大型复杂金属构件,研发一种同轴送粉式激光增材制造成套设备。主要从送粉式激光增 材制造设备技术基础上详细阐述系统组成与成形工艺流程,对成套设备的结构方案和控制方案进行详细设计和研究, 使用ANSYS 对成套设备关键部件进行仿真分析与优化设计,以西门子840D sl 系统为控制核心实现成套设备的集成 与控制。结果表明：该设备能提升自动化程度,达到预定设计目的,为后续的大型复杂构件的激光增材制造成形工 艺研究提供设备支撑。     

增材制造316L不锈钢球形破片的弹道性能

为探索增材制造316L不锈钢球形破片的弹道性能,采用选择性激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术制造316L不锈钢材料毛坯,通过机加工、抛光等操作得到了直径12 mm的增材制造316L不锈钢球形破片。开展打印态316L不锈钢材料的显微计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)和静动态力学试验研究,获得了打印态316L不锈钢在材料沉积方向的Johnson-Cook(JC)模型参数,进行了增材制造和传统冷轧工艺制造的316L不锈钢球形破片侵彻6 mm厚Q235钢靶的弹道试验。研究结果表明：增材制造球形破片的弹道极限速度比传统冷轧制造破片低2.5%左右,弹道性能有小幅提升,暗示了增材制造工艺用于制造战斗部预制破片的潜力;开展的数值仿真研究获得了与试验结果一致的剪切冲塞穿靶机理,仿真与试验穿靶速度数据比较吻合,弹道极限速度误差仅为1.4%左右,仿真结果也表明JC模型用于描述增材制造316L不锈钢材料穿靶行为的可行性。     

金属材料激光增材制造气氛保护系统

为满足高性能金属材料激光增材制造对稳定气氛环境的需求,对大型送粉式激光增材制造设备中的大容 器气氛保护环境系统进行设计与研究。结合传统的惰性气体环境形成特点,设计金属材料激光增材制造气氛保护环 境系统,用ANSYS 软件对系统的核心部件进行了稳定性、可靠性模拟计算分析,同时优化了惰性气体环境形成的 工艺过程,并进行实验测试验证。验证结果表明：该系统大幅提高了气氛保护环境的形成效率,降低了使用成本, 突破了大容积气氛保护环境快速形成与保持技术,可为后续的高性能金属构件成形工艺研究提供快速、稳定的惰性 气体环境。     

战区车辆装备应急保障力量抽组问题研究

在处置各类突发事件中,车辆装备作为重要的运输工具发挥着重要作用。然而,针对车辆装备应急保障问题,如何从战区内紧急抽组保障力量遂行车辆装备应急保障任务是亟需解决的问题。结合战区内多点同时需要对车辆装备进行应急保障的实际,运用蒙特卡罗模拟法对抽组对象的优先度进行了评价,建立了基于抽组对象优先度的车辆装备应急保障力量抽组模型,并以实例进行了验算。实例结果表明:该方法科学合理,符合客观实际,可为车辆装备应急保障力量抽组决策提供支持。     

电弧增材制造TA15钛合金的组织与性能研究

采用CMT电弧增材制造技术制备TA15钛合金堆积体,并对其显微组织和拉伸性能进行研究。结果表明：CMT电弧增材制造TA15钛合金堆积体成形良好,沿高度方向的宏观组织为外延生长的粗大β柱状晶,显微组织主要由网篮组织、片层组织组成。CMT电弧增材制造TA15钛合金堆积体在水平打印方向与增材高度方向的抗拉强度和屈服强度相差小,但增材高度方向的断后伸长率则优于水平打印方向。     

发展智能制造，促进兵器装备集团制造业转型升级——兵器装备集团智能制造技术与高端装备产业发展思考

针对全球制造业智能化发展的大趋势,研究分析兵器装备集团制造产业如何转型升级的问题。介绍智能制造的概念和发达国家发展智能制造的政策动向,分析国内外发展现状与差距、兵器装备行业制造业的现状和存在的问题,提出发展智能制造的必要性,并从平台建设、顶层设计、关键技术攻关与应用示范、高端装备产业培育、技术引进和人才培养等方面提出建议,可为国内企业发展智能制造提供参考。     

一体化联合作战战区装备应急保障力量体系结构需求研究

战区装备保障应急保障力量体系结构直接决定战役装备保障效能高低。立足战区装备应急保障力量体系结构的实际,系统分析了一体化联合作战的特征及对装备保障的要求,并对一体化联合作战条件下战区装备应急保障力量的保障任务进行了深入探索,最后提出了战区装备应急保障力量体系结构的一体化、扁平化、作战化、综合化和模块化转型需求,可为我军装备部门制定战区装备应急保障力量体系结构转型建设策略提供参考。