国内首创！双换能器超声固相增材制造装备自主研发成功

突破技术壁垒！国内首台双换能器超声固相增材制造装备震撼问世

　　 4月20日获悉，哈尔滨工业大学威海校区传来消息，该校威海校区材料科学与工程学院的张洪涛教授团队自主研发出国内首台双换能器超声固相增材制造设备。该设备具备6000瓦至9000瓦的双头输出功率，能够满足铜、铝、镍、钛等多种功能性材料以及梯度材料的制备需求。

　　 该装备不仅能够实现铜/铝、铝/钛等多种异质材料的高质量复合增材制造，还为轻量化功能材料的研发与热敏感器件的安全植入提供了全新的技术解决方案。这一突破性进展无疑为我国航空航天、新能源汽车、光伏产业以及无人机技术等领域注入了创新活力，有望推动绿色特种功能材料的快速制备工艺走向更广阔的舞台。 我认为，这项技术的核心意义在于它突破了传统材料加工的技术瓶颈，通过创新的工艺路径满足了多领域对高性能材料的需求。特别是在当前全球追求可持续发展的背景下，这种能够大幅缩短研发周期、降低生产成本的绿色制造方式显得尤为珍贵。未来，随着相关技术的进一步成熟和普及，我们有理由相信，它将在更多高精尖产业中发挥关键作用，助力国家在国际竞争中占据更有利的位置。同时，也希望科研团队能持续优化设备性能，拓展应用场景，让这一成果惠及更多行业。

　　 据介绍，超声波增材制造（Ultrasonic Additive Manufacturing, UAM）是一种以固相连接为核心的先进制造技术，利用高频超声振动提供的机械能与热能实现金属箔材的逐层固结。相较于传统的熔焊工艺，该技术的加工温度较低，能够有效防止材料在高温下发生氧化、相变以及产生残余应力等问题，特别适合用于异种金属连接和功能梯度材料的制备。不过，由于传统超声波增材设备单侧换能器的功率有限，目前还难以应对大尺寸、高强度金属构件的制造需求。

　　 研究团队于2013年首次提出“辅助加热式超声快速成型方法及装置”的概念，并在2018年基于系统实验进一步提出了“一种大功率推挽式超声滚焊固结-增材制造装置工艺路径实现方案”。随后，团队逐步推进装备的迭代升级，成功完成了双侧双换能器增材固结的设计目标。这一设计通过同轴连接的双换能器与双变幅杆协同工作，在滚焊压头的两侧构建出推挽联合控制结构，大幅提高了能量输出效率并增强了工艺的稳定性。

　　 近日，哈尔滨工业大学威海校区传来消息，研究团队在谐振模拟、压头粗糙度优化以及辅助平台设计等方面持续努力，不断完善这一高端装备的技术细节。该装备完全由国内自主研发，目前样机已经进入关键的测试环节。 在我看来，这项成果不仅体现了我国科研人员在技术创新上的不懈追求，更彰显了国产装备研发领域的巨大潜力。尤其是在当前国际技术竞争日益激烈的背景下，拥有完全自主知识产权的装备显得尤为重要。这不仅是对国家科技自立自强战略的有力响应，也为未来更多高科技产品的国产化提供了宝贵经验。希望团队能够继续攻坚克难，在后续的研发与应用中取得更加瞩目的成绩。