“打印”火箭貯箱箱底，這家企業練就固相增材製造領域的“金鑰匙”

今天，在上海舉辦的亞洲3D打印、增材製造展覽會（TCT亞洲展）上，一個搭在現場的小小工作站內，一套攪拌摩擦固相增材設備通過“神奇的技術”，“打印”出一個個零部件，直觀展示了該設備在複雜結構製造中的卓越性能，立即成為展會上的“明星”。該設備是上海航天149廠所屬公司航天工程裝備（蘇州）有限公司聯合澳門發展及質量研究所研製的全新升級設備，也標誌著我國在攪拌摩擦固相增材製造領域取得了重大突破。

近年來，航天工程裝備（蘇州）有限公司聚焦攪拌摩擦固相增材技術進行研究和應用，為航空、航天、航海等領域高性能大型金屬構件的加工與製造開闢了新方向。

AFSD技術是一種基於攪拌摩擦原理的固相增材製造技術，是打開固相增材製造技術領域的一把“金鑰匙”，其核心是在低於材料熔點的溫度下，通過旋轉工具頭與金屬原料的摩擦產熱，使材料軟化至塑性狀態，並逐層沉積壓實在基底上，從而形成“緻密”的三維結構。

“AFSD作為攪拌摩擦焊技術的衍生技術，具備其核心優勢，”蘇州裝備公司首席科學家、澳門大學譚立武教授介紹，“它沒有激光增材和電弧增材等傳統熔融增材製造過程中容易出現的氣孔、裂紋、組織粗大等缺陷，更多的是熱影響區小，極大降低變形風險。”正因如此，AFSD技術製備的大尺寸、高性能金屬構件擁有成型質量更穩定、產品性能更高、成本控制更優的特點，其所形成的鍛造組織可以超越鑄件和焊件水平，甚至可以接近、超越鍛件水平，對工業領域發展有著潛在推動力。此外，AFSD技術在節能減排方面也優勢顯著，碳排放比傳統熔焊減少40%以上，更符合綠色製造的特徵。

“AFSD技術不僅能夠‘上天’，我們還把目光放到了‘海里’，”蘇州裝備公司汪虎介紹，“目前，很多高科技企業都在打造新質生產力上下功夫，亟待突破高性能金屬構件的製造難題。”

在展覽現場，3.35米的運載火箭貯箱箱底吸引了一批觀眾和業界同行的駐足參觀，這個貯箱箱底正是AFSD技術打印出來的，大家都在驚歎技術的實力。據悉，AFSD技術將在航天領域大放異彩，可實現衛星適配器、火箭貯箱箱底等大型結構件的生產製造，滿足大型結構件的減重增效，降低生產成本和週期，從而大幅度提高產品的質量和可靠性。面向航海領域，AFSD技術同樣展現出巨大的應用潛力，製造的大型船舶的船體、螺旋槳等關鍵結構也具有良好的高效性和耐久性，提升航行效率。

“除了製造，我們還可以對零部件進行修復，不僅減少了修復過程中熱影響區域，還延長了關鍵零部件的使用壽命，”汪虎介紹，“特別是船舶受損部件的快速修復，縮短了維修週期的同時也降低了維修成本。”此外，蘇州裝備公司還把AFSD技術運用到梯度材料、複合材料等新型材料和新結構的製造上，實現了功能結構一體化製造，滿足了材料和部件的高性能需求。

AFSD技術在全球掀起了一股熱潮，各個國家的科研機構和企業單位都在開發AFSD技術的研究和應用。2022年，蘇州裝備公司聯合澳門發展及質量研究所成功研製了國內首臺連續送棒工程化固相增材設備，使得我國成為繼美國之後第二個掌握該技術全鏈條工程化能力的國家。

如今，蘇州裝備公司已突破了混合熱源固相增材、高精度閉環控制、異質材料複合增材等關鍵技術難題，實現鋁、鎂、銅、鈦等金屬合金材料的產品開發。以AFSD技術製造的衛星適配器為例，該產品達到2系鋁合金鍛件力學性能和超聲檢測A級水平，製造週期縮短60%，生產成本減低30%以上，為我國航天事業的發展提供了有力支持。