面向野外裝備應急維修的金屬增材制造技術

楊來俠，黨蘇武，王鑫宇

西安科技大學機械工程學院, 西安 710054

野外裝備應急維修是野外環境下對損壞裝備的快速再制造，是一種特殊形式的裝備保障技術，要求在預定時間內完成維修工作，恢復損壞裝備的使役性[1]。但是由于野外裝備多樣性、裝備損傷復雜性以及備件資源有限性等特點，傳統裝備應急維修方法，例如切換、剪除、拆換、重構等，不足以適應野外裝備應急維修的要求[2]。

與傳統制造方法相比，金屬增材制造技術具有材料利用率高、柔性高及快速性等優點，十分符合野外裝備快速精確保障要求[3]。若能將金屬增材制造技術用于野外裝備應急維修，將能夠有效實現快速、精確裝備保障目標，提高裝備的維修能力。本文針對常見的金屬增材制造技術進行對比，就其在野外裝備應急保障中應用的可行性進行分析，對金屬增材制造技術用于野外裝備應急維修存在的問題展開討論，并對其發展趨勢進行展望。

1 金屬增材制造技術分類

按照設備類型的不同，金屬增材制造技術可以分為粉床系統以及同步送粉（絲）系統。其中選擇性激光熔化（selective laser melting，SLM）[4?5]和電子束成形（electron beam manufacturing，EBM）[6]屬于粉床系統類金屬增材制造技術，采用同步送粉系統的技術主要是激光熔覆沉積（laser cladding deposition，LCD）[7]，采用同步送絲系統的技術主要包括電弧熔絲（wire and arc additive manufacturing，WAAM）[8]以及電子束熔絲（electron beam fuse，EBF3）[9]。

圖1所示為金屬增材制造技術的設備原理圖。圖1（a）所示為選擇性激光熔化設備原理圖，金屬粉末被鋪粉刮刀均勻的鋪在成形平臺上，通過掃描振鏡，激光在粉床表面按照切片信息逐點成形出特定的形狀，并與已成形層產生冶金結合。……