近日,国际知名增材制造专家、德国卡塞尔大学(University of Kassel)切割与连接工艺研究所所长Stefan Böhm教授应邀到访学校,为我院师生带来题为“增材制造中的挑战与前景:电弧定向能量沉积(DED WAAM)”的前沿学术报告。报告会由石永华教授主持。报告中,Böhm教授凭借其深厚的理论功底和丰富的工业实践经验,系统阐述了电弧熔丝增材制造(Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM)的前沿技术体系。他从基础的弧焊原理入手,逐步深入到WAAM的技术核心要点,内容涵盖工艺原理、系统构成、材料体系质量控制及工业应用,为在场师生勾勒出一幅清晰的技术发展路线图。

报告会现场
Böhm教授重点分享了其团队在卡塞尔大学TFF研究所的最新研究成果与深刻见解。他指出,WAAM技术凭借其极高的沉积速率(可达1-4公斤/小时)、低廉的设备成本、制造大尺寸构件的能力以及广泛的可用材料(包括钛合金、铝合金、高强钢等),在中大型金属部件的快速制造与修复领域具有无可替代的优势,是对传统铸锻与减材制造的重要补充。
在核心工艺与装备方面,Böhm教授详细介绍了基于GMAW(MIG/MAG)和GTAW(TIG)的WAAM系统,展示了其实验室配备的多轴机器人、高精度龙门架及先进的Fronius CMT焊接电源等先进设备,并指出离线编程与路径规划在实现复杂几何形状制造中的关键作用。
围绕质量控制与创新检测,Böhm教授深入探讨了WAAM过程中常见的变形、残余应力、孔隙和表面粗糙度等缺陷的成因与对策,并重点介绍了其团队采用的被动式热成像技术和剪切散斑技术,这些先进的无损检测方法能够实现对制造过程的在线监控和构件内部缺陷的精确识别,为提升WAAM构件的质量与可靠性提供了有力保障。
在应用前景中,Böhm教授通过展示其团队制造的管道构件、碳化钨耐磨涂层等样件,生动呈现了WAAM技术在航空航天、海洋工程、重型机械及模具制造等领域的巨大应用潜力,能够显著减少“铸-锻-铣”传统工艺带来的材料浪费和长周期问题。

Böhm教授作报告
在交流环节,现场师生踊跃提问,就WAAM工艺参数的优化、钛合金打印的特殊挑战、残余应力的控制策略以及该技术与激光增材制造的关系等问题,与Böhm教授展开深入讨论。Böhm教授充分肯定师生们提出问题的专业性和深度,并一一作出详细解答。
另外,Böhm教授还介绍了卡塞尔大学在机械工程领域的教育特色与国际合作机会,并欢迎华工学子赴德交流学习。
最后,石永华教授作总结发言,他感谢Böhm教授带来的精彩报告,并表示报告内容丰富翔实,具有很强的启发性和前瞻性,为学院师生在智能增材制造领域的研究拓展了新视野,也期待未来与卡塞尔大学TFF研究所在WAAM技术研发、高层次人才联合培养等方面开展进一步深化合作,共同推动中德在先进制造领域的创新发展。(图文/施世博)
