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航天大型轻质构件电弧增材制造技术与装备
发布时间: 2025-10-21
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
航空航天技术,高端装备制造产业
成果介绍
航天大型轻质构件电弧增材制造技术与装备,突破了大型轻质金属构件电弧增材制造丝材成分设计、形性控制、路径规 划方法及装备等关键技术，创建了航天大型轻质构件电弧增材“材料-工艺-装备” 技术体系。
成果应用于3型运载火箭米级铝合金卫星/载荷支架的快速制造，相比传统工艺制 造效率提升3倍，2022年连续9次飞行成功，支撑了我国运载火箭快速响应发射能力的构建。应用于重型运载火箭米级钛合金高压超临界氦贮罐研制，相比常规热成形方法研制 成本下降90%,开辟了火箭增压输送压力容器的高性能、低成本制造新路线。应用于多型武 器装备2米级高强铝合金整体复杂舱段的快速研制，通过轴压、气密等考核试验，为国防重 点型号的快速研制发挥了不可替代的作用。推广应用于火箭贮箱φ2.4m出流底盖、火箭发 动机推力室身部、武器装备复杂壳体等产品的快速研制，支撑型号实现快速验证与迭代优化。
成果亮点
(1)提出电弧增材高强铝合金“高纯、降Cu”抑制层间偏析的制造路线， 解决了2219铝合金成形各向异性调控难题，各向拉伸性能差异不大于3%,达到了 GJB2057A 航天锻件标准，优于新一代火箭2219铝合金环锻件性能要求。
(2)提出电弧增材典型钛合金无附加变形再结晶调控方法，突破丝材成分设计、连续晶界α相破碎技术，解决了组织粗大、强韧性低的难题，实现α钛合金拉伸性能比航天锻件标准高19%、α+β钛合金断裂韧性比锻件高48%。
(3)建立了基于分段移动热源和半解析温度场的大型构件电弧增材变形计算模型， 提出了在线变形补偿的成形精度控制方法，解决了大型构件增材制造变形高效预测与 控制难题，实现了大型截锥形壳段成形半锥角偏差小于0.1°/m。
(4)发明了薄壁内加筋圆柱壳等结构增材路径规划方法，开发了曲面增材路径规 划软件，研制出双立柱、双滑轨、双路沉积18轴电弧增材装备，解决了大型复杂壳体 成形缺陷控制难题，成功制造出Φ2.3m 内加筋铝合金整体舱段。
团队介绍
首都航天机械有限公司以本项目核心技术为支撑，成功孵化出增材制造分公司，提供定 制化电弧增材装备和技术服务，近三年累计新增产值达5000余万。自主开发的电弧增材、 增减材装备，已在航天、兵器、高等教育等领域推广，应用前景广阔。开发的增材制造路径 规划软件，已推广至航空、航天、船舶、兵器等领域及众多高校、科研院所，累积销售110 余套。
成果资料
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