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复杂碳化硅构件激光选区烧结增材制造技术及产业化

2024-04-07 15:13:30
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
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所属领域:
高端装备制造
项目成果/简介:

为此,团队结合前期研究基础,在国际上首次提出复杂SiC陶瓷构件激光选区烧结增材制造(Selective Laser Sintering,SLS)结合反应烧结的整体成形创新思路,研发出复杂SiC陶瓷构件整体成形的材料-装备-工艺成套技术,整体成形的构件强度较比利时鲁汶大学提高22%,成形尺寸1700×1700×600 mm3(是目前世界上最大的成形尺寸),主要技术指标国际领先,解决了高性能复杂SiC陶瓷构件的整体成形难题,促进了我国航空航天、电子信息等行业的技术进步。本参赛项目团队成立的产业化公司为华中地区唯一用SLS整体成形复杂SiC陶瓷构件的供应商。项目核心竞争力包括:

(1)自主研发出适合SLS的SiC粉材原材料。自主研发出粘结剂均匀包覆SiC粒料和增强增韧纤维粉材的制备方法,通过优化原材料组分有效改善SLS成形预制体的力学性能,为SiC陶瓷复合材料构件性能提升奠定基础。

(2)自主研发出大尺寸SiC陶瓷构件的高效SLS成形装备。自主研发出目前世界上最大成形尺寸的陶瓷SLS装备,成形尺寸达1700 mm×1700 mm×600 mm,解决了多激光振镜协同工作、海量数据处理、素坯清粉和后固化易破损等难题,实现复杂SiC构件的整体成形。

(3)自主研发出复杂SiC构件SLS结合反应烧结整体成形工艺。发明了SiC陶瓷构件的SLS整体成形工艺,建立了工艺参数、预制体微观结构和SiC陶瓷构件性能之间的耦合关系,揭示了预制体在反应烧结过程中的结构演变规律和相界面成形机制,实现了复杂SiC陶瓷构件的高性能整体成形(抗弯强度>220 MPa,弹性模量>280 GPa,相对密度>99%,形变率<2%)。

图1 增材制造复杂轻量化SiC构件

图2 增材制造其他陶瓷材料

项目阶段:

已有样品/样机。

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