科创中国

行业领域

高端装备制造产业,制造业

需求背景

针对导弹金属舱段等大尺寸薄壁结构件高效率、高质量、轻量化制造需求，重点开展大型金属舱段多光束高效激光选区熔化增材制造工艺技术研究及新一代大型金属舱段高效激光选区熔化成形装备研制，突破不同激光束光束模式、光斑直径、能量密度和功率密度下粉末床的熔池形成与控制机理，多激光束、多振镜、多振镜、高效率SLM成形条件下，成形件搭接区组织结构、性能、冶金缺陷及尺寸精度和表面粗糙度的影响规律

需解决的主要技术难题

1）大型金属舱段高效率SLM成形装备研制：多激光加工头扫描成形装备，可以成形零件尺寸650×650×1500mm，设备结构紧凑、自动化程度高，最大成形效率2.0公斤/小时（镍基高温合金），能够满足金属构件的长期稳定工作要求；选区激光熔化成形控制系统和软件开发，包括多激光扫描头的协同调控系统与软件，不同分区、切片方式和搭接参数下控制软件开发，确保装备的稳定可靠性。2）金属舱段高效率激光熔化成形工艺研究：不同激光束光束模式、光斑直径、能量密度和功率密度下，粉末床的熔池形成与控制机理；激光工艺参数和粉末分层厚度对合金粉末成形件组织结构、性能及尺寸精度和表面粗糙度的影响规律；多激光束、多振镜、高效率SLM成形条件下，成形件搭接区组织结构、性能、冶金缺陷及尺寸精度和表面粗糙度的影响规律；激光工艺参数对大型金属舱段组织结构、尺寸精度 的影响规律。3）大型金属舱段高效激光选区熔化成形的后续加工工艺研究：后续热处理对成形构件变形、残余应力及力学性能的影响规律；SLM成形金属舱段的数控加工工艺研究；影响选区激光熔化成形工艺规范，后续热处理及后续机械加工工艺规范等等，开发出相应的成形工艺数据库，建立相应的技术标准。

期望实现的主要技术目标

激光选区熔化成形控制系统和软件开发等关键技术，达到最大成形效率不低于2.0公斤/小时（镍基高温合金），重量较传统工艺制造的构件减轻20%，构件导弹大型金属舱段高效激光选区熔化增材制造工艺及装备研发平台，从而实现导弹大型金属舱段高效率、高性能、低成本研制，显著提升我国航天装备制造领域的竞争力。

需求解析

解析单位：湖北省武汉市东湖新技术开发区 解析时间：2022-10-27

汪正伦

华中科技大学科协

科协办公室主任

综合评价

该技术需求背景介绍和需要解决的主要技术难题分析比较清晰，研发内容和期望实现的技术目标明确。开展的项目研究对行业技术提升具有重要的现实意义，项目研究成功对推动行业的技术进步具有重要的意义。企业综合实力较好、研发实力较强、发展前景好。技术需求真实，市场潜力大。

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处理进度