航空裝備電弧熔絲增材制造技術發展及路線規劃圖

鄭 濤, 郭紹慶, 張國棟, 施瀚超

（中國航發北京航空材料研究院 3D打印研究與工程技術中心, 北京 100095）

航空制造業作為高端技術密集型產業,一直代表著世界各國制造業的發展方向,是一個國家制造業實力和國防工業現代化水平的綜合體現[1]。航空航天高端裝備具有結構復雜、制備工序多、批量小等特點，隨著大飛機、航空發動機、新一代運載火箭等不斷發展，航空航天典型構件產品結構趨向復雜化、大型化，新材料不斷涌現，傳統鍛造、鍛造結合機械加工的制造方法越來越難以滿足上述制造需求，而增材制造技術（additive manufacturing，AM）能夠較好地解決此類問題[2-5]。

增材制造技術誕生于20世紀80年代末，是一種新型、極具潛力的先進制造技術。增材制造技術從零件的三維CAD模型出發，無需模具即可實現復雜結構金屬構件的材料-結構一體化近凈成形，為航空裝備高性能構件的設計與制造提供新的工藝技術途徑[6-8]。增材制造的能量源主要有激光、電子束和電弧，原料分為金屬材料和高分子材料，形式有粉末、液體及絲材。航空航天高端裝備高載荷、極端耐熱、超輕量化和高可靠性的特性決定了金屬材料增材制造將成為航空航天領域重點發展方向。目前，在航空航天領域應用較為廣泛的金屬增材制造工藝主要有激光選區熔化技術（selective laser melting，SLM）[9]、激光熔化沉積技術（laser melting deposition，LMD）[10]、電子束選區熔化技術（electron beam melting，EBM）[11]、電子束定向能量沉積技術（electron beam directed energy deposition，EB-DED）[12]、電弧熔絲增材制造技術（wire arc additive manufacturing，WAAM）[13]。WAAM 是一種金屬材料近凈成形制造技術，該技術被歐洲航天局視為一種低能耗、可持續的綠色環保制造技術；……