学科专业评审组:材料科学组
项目名称:轻质金属复杂构件高强韧高稳定激光增材制造技术与装备
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:一等奖
提名单位意见: 该成果针对航空航天高端装备领域轻量化、整体化复杂金属构件的高性能、工程化激光增材制造迫切需求,建立了轻质合金构件的高强韧、稳定性激光增材制造形性控制理论和新方法,突破了高质量激光增材制造关键工艺和装备技术,提出了由“点”及“体”全过程组织性能协同调控方法,发明了基于光-粉- 熔池耦合负反馈的自适应稳定控制技术、复杂结构整体化成形应力变形控制技术以及高精度高稳定激光增材制造装备技术。该项目成果成功应用于航空、航天和发动机等领域多项国家重大型号工程。国际上首次实现了激光增材制造关键承力构件(主起撑杆支座)在飞机上的应用,确保了我国重点型号战机的快速研制;成功应用于中国商飞C919大飞机3米级钛合金缘条的无拼接连续整体制造,保障了C919大飞机首台翼身组合体研制进度。该项目成果已经产生了重大的军事效益、社会效益和经济效益,并在航空航天、发动机、航海、汽车等领域具有广阔的应用前景。 成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省技术发明奖提名条件。
客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权目录:
主要完成人:
  1. 姓名:林鑫
    排名:1
    行政职务:院长
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目负责人,支持项目的总体研究工作,负责项目中激光增材制造组织性能主动调控理论研究和激光增材制造稳定性工艺控制技术研究工作,对发明点1、2、3、4做出了创新性贡献,具体为: 1.建立了描述激光增材制造过程中组织转变、凝固相变及选择模型,发展了基于成分-工艺-组织图谱的宏 微观组织性能主动调控方法。(发明点一) 2.建立了激光-粉末-熔池交互作用模型,揭示了激光-粉末流、粉末流-熔池耦合作用机制,为成形稳定性控制 技术的提出奠定了基础。(发明点三) 支撑材料:主要知识产权1-7、9-10,成果鉴定(见附件2.2.5)。
  2. 姓名:谭华
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目技术骨干,开展关键技术方案论证,负责项目中激光增材制造稳定性工艺控制技术、高效高精度激光增材制造专用系列熔覆头研发及适应增材制造工艺的结构优化与工艺设计方法研究工作,对发明点2、3、4做出了创新性贡献,具体为: 1.突破了成形表面质量控制技术,提出激光-粉末流-熔池耦合适配的沉积层稳定生长工艺匹配原则,形成过程 稳定性控制方法。(发明点二) 2.发展适应增材制造工艺结构优化与工艺设计方法,发明悬空结构的高能束增材制造技术。(发明点三) 3.研发系列专用熔覆头,全面适应高效、高精度、耐热的长期稳定使用需求。(发明点四) 支撑材料:主要知识产权1-5、7、9,成果鉴定(见附件2.2.5)
  3. 姓名:黄卫东
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目技术骨干,提出项目总体研究思路,负责项目中激光增材制造组织主动调控、工艺控制和装备集成设计等工作,对发明点1、2、4做出了重要贡献,具体为: 1.发展了基于凝固及固态相变一体化控制的组织性能主动调控技术。(发明点一) 2.明晰了激光-粉末流熔池耦合的交互作用对微观组织的影响。(发明点二) 3.发明了低氧含量气氛控制系统。(发明点四) 支撑材料:主要知识产权1-5、7、9,成果鉴定(见附件2.2.5)。
  4. 姓名:薛蕾
    排名:4
    行政职务:董事长兼总经理
    技术职称:副教授
    工作单位:西安铂力特增材技术股份有限公司
    完成项目时所在单位:西安铂力特增材技术股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目技术骨干,负责激光增材制造成果应用转化和工程化装备中涉及到的关键技术的研究、改进和实施工作,对发明点4做出了创造性贡献,具体为: 1. 围绕高质量激光增材制造的工程化需求,研究了商用化技术和装备的集成技术,开发了面向产品的工艺适应性数据库,支撑了产品精度和性能的实现,改进并集成了系列功能模块,提高了设备的技术指标和先进性。(发明点四) 支撑材料:主要知识产权8。
  5. 姓名:杨海欧
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目技术骨干,开展项目中高效高精度送粉、高效洁净气体循环控制、热应力变形仿真与控制等激光增材制造装备关键技术装备集成与开发。对发明点4做出了创新性贡献,具体为: 1.根据粉末流输送特性及其与激光的交互作用机制,开发了高效高精度激光增材制技术的专用粉末输送系统。(发明点四) 2.提出了高效洁净气体循环控制方法并完成了相关设备设计和集成,解决了成形气氛控制难题。(发明点四) 支撑材料:主要知识产权9、10,成果鉴定(见附件2.2.5)。
  6. 姓名:马良
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目技术骨干,开展激光增材制造热应力变形仿真研究工作、并负责增材制造工艺的数据处理软件系统的研制。主要对发明点3、4做出了一定的贡献,具体为: 开发了面向金属增材制造的数据处理软件,软件实现了各种填充路径的自动化规划,建立了增材制造过程监控系统及送粉喷嘴的粉末汇聚特性的测试装置。(发明点四) 支撑材料:主要知识产权6,成果鉴定(见附件2.2.5)
主要完成单位情况:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献: 提出了由“点”及“体”的全过程组织性能主动调控新方法,突破激光增材制造构件的“高强度与高塑性匹配控制”技术,实现构件综合力学性能与锻件相当,各向异性/各向同性可调可控。 发明了基于光-粉-熔池耦合负反馈的自适应稳定控制技术,解决了增材制造构件几何形状与力学性的高稳定性控制难题,为激光增材技术的工程化应用奠定了技术基础。 发明了复杂结构整体化成形的应力变形控制技术,提升了增材制造形状精度,拓展了整体化复杂金属构件的精密增材制造能力。 发明了高精度高稳定激光增材制造装备技术,解决了轻质合金关键构件高质量成形控制难题,形成具有自主知识产权的系列商用化设备,为高性能、高稳定、高精密增材制造提供关键装备保障。 积极对接航空航天等领域重点单位,了解国家重大重点装备需求,推动了以上技术成果在国家重大重点工程任务中的应用。支持技术成果转化,提升行业企业技术水平,推进技术规模化应用。

  2. 单位名称:西安铂力特增材技术股份有限公司
    单位贡献:作为项目第二完成单位,负责激光增材制造成果应用转化和工程化装备中涉及到的关键技术的研究、改进和实施工作,对发明点四做出了创造性贡献。 发明了分层块体金属增材制造方法,解决了轻质金属复杂分层结构激光增材制造的难题。 围绕高质量激光增材制造的工程化需求,研究了商用化技术和装备的集成技术,开发了面向产品的工艺适应性数据库,支撑了产品精度和性能的实现。负责的系列功能模块改进与集成,提高了设备的技术指标和先进性。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处