在制造业的发展历程中，技术的革新总是带来生产力的飞跃。固相摩擦增材技术，也称搅拌摩擦沉积3D打印技术，作为一种新兴的金属3D打印技术，正以其独特的优势在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域掀起一场制造革命。

固相摩擦增材技术能够在固态条件下进行材料加工，能够有效避免熔融过程中可能产生的缺陷，确保材料的力学性能优良。此外，固相摩擦增材技术还具有较低的能耗和材料浪费，符合当前社会对环保和可持续发展的需求。这种技术通过固态加工方式，实现了材料的高效利用和零件性能的显著提升，为复杂结构的制造提供了更多可能。

固相摩擦增材技术概览

固相摩擦增材技术是一种创新的制造工艺，它通过在低于材料熔点的温度下进行分层切片和扩散焊接，逐层堆积金属材料，形成复杂的三维结构。与传统熔融增材制造不同，这一技术避免了熔化和再凝固的过程，从而提高了材料的力学性能和致密性。该技术的核心在于对一个固体进料杆（打印材料）进行加热和旋转，并向下推进，当送料杆接触到下面的基材时，通过摩擦粘在基材上，利用摩擦热将材料加热至发生塑性变形，但绝不会熔化。然后通过搅拌工具将加热的材料均匀混合，最终在目标形状上沉积成型。

国外MELD制造公司推出的搅拌摩擦沉积3D打印技术展开过系统介绍：比SLM快十倍的搅拌摩擦沉积3D打印技术，MELD制造公司与大学合作推进新技术研究。与主流的激光、电子束和电弧增材制造技术相比，固相摩擦挤压增材制造工艺具有以下优势：低热影响区：由于材料是在固态下加工，热影响区较小，能够有效减少材料变形和组织变化，可获得无凝固缺陷、完全致密、低残余应力且力学性能优异的金属零部件；

1) 优越的力学性能：成型后材料的强度和韧性通常优于传统熔融增材制造的材料；

2) 广泛的材料适用性：可适用于铝、镁、铜等多种金属材料，拓宽了应用领域；

3) 制造高效可持续：增材沉积速度高数倍，沉积过程绿色环保、生产效率高；

4) 开放式工作环境：不需要保护气或昂贵的真空系统，可以打印超大型金属零件。

固相摩擦增材技术的应用领域广泛，涵盖航空航天、汽车制造、模具制造等多个行业。在航空航天领域，该技术可以用于制造高强度和高可靠性的结构件，满足极端环境下的使用要求。在汽车行业，利用该技术能够有效降低重量，提高燃油效率，同时保持结构强度。

国内固相摩擦增材技术的进展

几年前，固相摩擦增材技术在中国国内还处于空白状态，仅有美国MELD制造公司开展相关的研究。然而，国内如今已经有多家单位开发出了这项技术。

AEE与澳门发展及质量研究所联合研制的搅拌摩擦固相增材设备，是国内首台科研型设备，标志着中国在这一领域的重大突破。该设备采用桥式结构设计，可搭载传统机械刀柄和具备数据采集及智能闭环控制功能的“智慧刀柄”，使用10毫米合金棒料为原材料，能够进行轻质合金固相增材制表面改性、涂层制备及新材料研发，可实现有色金属、黑色金属、异质合金、高温合金等材料的固相制造。相关设备已顺利交付北京科技大学使用，将用于相关实验室的基础科研与前沿技术探索。

固相摩擦增材技术以其独特的优势，正在成为航空航天制造领域的关键技术之一。相信随着国内越来越多企业和研究机构的深入研究和技术创新，这项技术的应用范围将进一步扩大，不仅在航空航天领域，还将在汽车、医疗等多个行业发挥重要作用。未来，随着技术的不断成熟和应用的不断拓展，固相摩擦增材技术有望为全球制造业带来革命性的变化。南极熊也将持续关注这一技术的发展，为读者带来最新的行业动态和技术进展。