增材团队介绍：航空工业沈飞工艺研究所增材制造团队为科研与生产护航
3D打印技术在我国航空航天产品的制造过程中发挥着重要作用，在多年的探索过程中也培育出了一批优秀的制造团队，其中包括航空工业沈飞工艺研究所增材制造团队。该团队使增材制造技术成功应用到航空型号研制中，并在国内航空主机厂中首次实现了典型零件的自主批量生产和装机应用，达到了国内领先水平，为推进航空行业增材制造技术进步做出突出贡献，对助推航空工业和其他高端装备制造业的创新发展具有重要的军事效益和经济社会效益。
本期，3D打印技术参考主要介绍该团队如何将增材制造技术融入到具体的航空零部件生产中，为技术的落地应用提供已验证的行进思路。
2020年，工艺研究所承担了公司某新型飞机增材制造装机零件生产任务，这对工艺研究所来说是个巨大挑战。
在设计并行阶段，团队安排专人辅助设计并进行工艺性审查，及时传递数模信息，积极与设计员、外协厂技术员沟通零件增材制造工艺性，将设计缺陷消灭在萌芽状态。
在工艺准备阶段，大家边学边干，比计划时间提前完成了工艺规程编制工作。
在生产阶段，指派技术全面的人员负责外协项目，对工艺性审查、工艺准备、ECO信息传递、贯彻及过程确认等一系列工作进行全流程跟踪指导。所内生产零件由经验丰富的技术员作为强大的技术后盾，逐项把关，生产计划组全程督促。
最终，团队按计划完成了部装开工等标志性里程碑节点，全部零件保质保量顺利交付。
为解决这一难题，增材制造团队开展复杂结构的变形控制及仿真技术研究，并摸索如何将仿真技术与实践相结合。该模拟仿真技术通过优化支撑结构，分析基板和支撑结构移除以及热处理后部件的应力分布、变形释放等状态，最大限度地降低残余应力，可以在产品实际打印之前预测并减少零件的打印变形，节约生产成本，缩短研制周期。
通过研究，增材制造团队已完成热处理试样、超声检测试样打印，并取得良好效果。某型号中采用增材制造技术的零件有50余项，涉及激光选区熔化成形、激光熔融沉积成形、电子束成形3种工艺方法，涵盖铝合金、钛合金、高温合金3种新材料。
将模拟仿真技术应用在某新型号部分增材零件生产中，有效地提高了零件质量和生产效率。
在钛合金主承力结构件制造过程中，因各种原因导致局部超差，或在服役使用中经常出现裂纹、腐蚀、磨损等损伤，其补救措施往往需要较大的经济成本或较长的修理周期。这些重要结构件价值少则数十万元，多则上百万元，严重者只能报废，一旦报废只能重新加工，除经济损失很大外，还对型号的生产和科研进度造成严重影响。因此，对钛合金结构件的高效率、高质量修复是亟待解决的关键问题。
团队成员通力合作，共同开发一台激光修复装备，对设备进行硬件改造，设计并制造局部惰性气体便携式保护装置、专用夹具等。同时，进行软件开发，以激光增材制造技术为基础，通过工艺参数优化、动态扫描路径分析等优化修复工艺。经过数次试验后，分别对公司3件框梁件、1件钛合金方接头零件采用激光沉积修复方法进行了修复，经过拉伸、冲击和疲劳性能测试结果表明，修复件的抗拉强度、疲劳性能均达到基材的90%以上。目前，团队开发的设备运行状态良好，通过了2000小时试运行的验证，配套开发的工艺也满足公司大型结构件的修复需求，为公司高质量、高精度、短周期和低成本修复零件提供了必要的基础。
为有效提高3D打印零件质量，增材制造团队成员积极申报并参与开展课题研究，不断探索先进技术，2021年，共申报并参与5项增材制造专业课题，其中有3项国家级重大项目。
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“十四五”期间，沈飞公司将加强技术管理与创新，突破关键技术，建成体系完备、技术先进、反应敏捷、自主高效的航空技术能力体系，厚积新一代技术。其中明确指出将增材制造等先进技术作为四代机的重要技术进行攻关，并依托结构功能一体化等技术探索预研机型。在新的大背景下，相信沈飞工艺研究所增材制造团队将继续通过不断创新，从技术层面提升产品质量，确保型号生产与科研任务顺利进行，助力公司发展。
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