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航空制造技术:超塑成形设备技术现状与发展

2023-12-06
摘要:本文总结了国内外超塑成形设备技术及应用现状,重点阐述了新一代超塑成形设备技术研究进展,并对超塑成形设备技术未来发展进行了展望。

  【作 者】李保永;周迎涛;韩维群;秦中环;张铁军;陈海建

  【前 言】

  超塑成形(Superplastic forming,SPF)是一种利用材料的超塑性大变形能力制造薄壁复杂构件的先进成形技术 [1–3]。一般是在高温(0.5Tm 以上,Tm 为材料绝对温度熔点)、低应变速率条件下,通过高压惰性气体压力使具有微细晶粒的材料变形逐渐贴靠在模具型面上,从而获得所需的精密形状与尺寸。在超塑成形过程中,材料变形极限大幅提升,而屈服强度显著降低,可在较小的成形力作用下实现大面积复杂构件的整体成形。

  随着新一代飞行器、航天器等对结构整体化和轻量化要求的进一步提升,新的高性能材料与结构不断推出,对超塑成形及超塑成形 / 扩散连接组合制造技术提出了越来越多的新命题,同时为超塑成形装备技术发展与升级换代创造了良好的需求条件。本文总结了国内外超塑成形设备技术及应用现状,重点阐述了新一代超塑成形设备技术研究进展,并对超塑成形设备技术未来发展进行了展望。

  【结 论】

  本文阐述了超塑成形设备技术的现状及新技术方向的研究,包括多向加载、“气 – 液”耦合控制、自动上下料等。随着先进制造技术、信息技术等的集成和深度融合,超塑成形设备技术正朝着大型化、清洁化、自动化、多能场复合化及专用化等方向进一步发展,将显著提高超塑成形设备的生产效率。随着国产传感器、伺服元器件、工业软件等配套产品的快速发展,超塑成形设备能够更进一步实现智能化及集成化功能制造,为超塑成形技术未来的发展提供了更多想象空间。

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标签: 超塑成形