先进激光制造技术突破 为航空装备制造与保障升级注入新动能

加快构建自主、安全、高效的现代航空装备制造与保障体系，推动高端装备制造升级，是我国建设制造强国、科技强国、航空强国的重大战略任务。空军工程大学、西安交通大学超快激光强化与锻打印团队紧密锚定国家重大战略需求，长期深耕激光强化、增材制造等前沿技术领域，在超快激光冲击波调控抗疲劳制造、激光热力协同修复、激光锻打印等方面取得一系列原创性理论与技术突破，以理论创新为我国航空装备高质量发展筑牢技术根基。ZfR

在高端装备制造领域，超快激光加工技术凭借高精度、低损伤的显著优势，成为驱动制造技术迭代升级的核心支撑。针对新一代航空装备关键件采用轻量化超薄结构、功能表面微结构等新型设计带来的疲劳安全隐患，团队突破超快激光减材刻蚀的传统加工范式，创新提出超快激光冲击波调控抗疲劳制造学术思想，发展了超薄件抗疲劳表面强化、功能微结构长寿命精刻等工艺方法，构建了“机理、工艺、装备”三位一体的超快激光冲击波调控抗疲劳制造技术体系，有效破解了超薄件表面强化易变形、功能微结构破坏表面完整性并削弱疲劳性能等制造难题。相关技术已在多个重大型号装备关键件研制生产中应用，为新一代航空装备研发与批量制造提供了有力技术保障。ZfR

超快激光冲击波加工航空关键件ZfR

此外，针对飞机、发动机等装备延寿大修需求，团队联合多家航空装备大修厂创新提出激光热力协同高性能修复理论与技术体系，利用激光冲击波高时空可控特性，将其原位融入现有熔覆、焊接等主流修复工艺，弥补传统熔覆/焊接工艺“热强力弱”的短板，通过修复过程中的热力匹配实现高性能修复。团队创新发展了熔覆/焊接过程中激光冲击随动强化的高性能修复新范式，打破了传统激光冲击强化只能用于后处理的技术局限，并集成开发出系列化激光热力协同修复智能装备，实现了高强钢、钛合金等主承力件修复从“几何复原”向“性能复原”的跨越式提升，已成功批量应用于多型飞机、发动机等先进航空装备，对保障关键承力件服役安全、延长使用寿命发挥了重要作用。ZfR

在此基础上，团队突破传统增材制造技术理念，首创将超快激光与增材制造原位复合的高性能激光锻打印技术，将超快激光冲击波锻打强化与增材制造原位融合，在逐层打印的同时同步引入冲击波对沉积层进行锻打，实现成形与强化一体化调控。该技术成功解决了金属增材制造构件普遍存在的孔隙、裂纹及疲劳性能不足等瓶颈问题，使3D打印零部件综合力学性能达到锻件水平；同时可有效抑制薄壁件打印热变形，显著减少外加支撑数量，提升综合制造效率，并支持K438高温合金、钛铝合金、高强铝合金等难打印金属材料高质量成形，为航空航天、轨道交通等领域关键承力件的高性能、高精度增材制造提供了全新技术路径。ZfR

激光锻打印技术ZfR

目前，团队核心技术已进入飞机、航空发动机等高端装备工程化应用验证阶段，并推广至医学领域，联合空军军医大学完成世界首例定制式钛合金全距骨假体临床应用。团队负责人周留成表示，团队将持续聚焦超快激光表面强化、热力协同修复、激光锻打印等关键核心技术攻关，深化技术成果转化应用，以自主原始创新赋能航空装备保障与高端制造，为建设制造强国、科技强国、航空强国，实现高水平科技自立自强作出更大贡献。（关晨）ZfR

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