绿色金属增材制造技术—让金属制造更轻、更强、更环保
在制造业领域，3D打印和金属增材制造技术，为复杂零件的快速成型和大型金属结构件的轻量化、强化提供了强有力的技术支持。在传统增材方式如激光、电子束和电弧之外，AFSD（Additive Friction Stir Deposition）技术作为一种不依赖熔化的新型增材路径，展现出巨大的应用潜力。
【AFSD原理介绍】
AFSD是搅拌摩擦焊的衍生技术，代表了一种创新的增材制造方法。与传统焊接及3D打印技术不同，AFSD不涉及金属熔化与凝固过程，它通过高速旋转的工具与基材间的摩擦生热，促使金属在固态下发生塑性流动，并层层堆积，从而构建出所需的复杂结构。
【AFSD材料性能优势】
01性能更高
AFSD制备的金属层内部组织致密，几乎不存在缺陷，能达到或超过原材料的强度水平，对于航空航天或高端装备来说至关重要。如下图所示：7075母材由原本较为粗大的等轴晶经过AFSD后晶粒明显变为细小的颗粒状晶体，晶粒细化非常明显。
7075堆积层显微金相组织
02尺寸更大
激光或电弧增材在大部件制造上往往受限，而AFSD不依赖熔池和复杂的气体保护，理论上可以实现米级甚至更大尺寸的结构制造与修复。如下图所示：针对大型结构件的堆积层横截面，进行硬度测试。随着堆积层的高度增加整体硬度相较于母材明显增加，从而证明AFSD适用于大尺寸结构件的制作。
堆积层横截面硬度云图
03更绿色环保
无需经历高温熔化过程，AFSD技术不仅大幅降低了能耗，而且完全避免了弧光、粉尘和有害气体的产生。世佳博科技集团匠心打造的一体化AFSD设备（如图展示），完美契合了“绿色制造”的先进理念。
世佳博AFSD设备
【世佳博AFSD设备优势】
AFSD技术从实验室到工程应用，离不开一套具有高强度、高精度以及智能一体化的装备。世佳博AFSD设备围绕三大功能进行系统性集成以及设计，通过控制堆积过程中的三轴受力、每层堆积层的温度范围、以及CCD相机实时采集确保堆积轨迹的一致性，为高质量、大尺寸、绿色增材制造提供坚实保证。
01精准力控 — 保障堆积过程稳定
设备配备高精度三轴压力检测系统，可实时监控 X/Y/Z 三个方向的动态载荷，实现堆积过程的精细力学控制。世佳博AFSD设备特别配备了高精度压力检测模块，能够对三轴在增材制造中的动态载荷进行实时监控。这一功能不仅保障了长时间运行的稳定性，也提升了增材过程的效率和精度，为高性能结构件的制备提供了坚实保障。
02智能热控 — 掌握热循环，避免缺陷
系统集成了红外测温模块，可在增材制造过程中对不同材料的温度分布进行非接触式实时监测。这一功能能够精准捕捉材料在热循环中的温度变化规律，为热输入控制和组织演变分析提供重要数据支撑。同时，实时监控还能有效保证堆积过程中各层的温度一致性，从而提升成形质量与稳定性。
非接触温度检测系统
【典型应用场景】
01航空航天
飞机和火箭上的许多关键部件需要同时满足“轻量化”和“高强度”。AFSD不仅可以直接制造大尺寸铝合金、钛合金结构件，还能用于修复受损部件，降低维护成本。
02新能源汽车
车身轻量化是提升续航的关键。AFSD能高效制备铝合金构件，让新能源车更轻、更耐用，同时减少制造过程中的能耗与排放。
03大型金属修复
在船舶、轨道交通和能源装备中，动辄数吨甚至数十吨的大部件一旦损伤，过去往往面临报废。AFSD能够在原位沉积金属材料，让这些“大块头”焕发新生。
展望未来，AFSD并非要取代所有焊接和增材工艺，而是为金属制造提供了一条新的选择。它让我们看到了固相制造的可能性：大尺寸、高性能、绿色环保的固相增材方法。
随着设备的成熟、工艺的优化以及产业链的完善，AFSD有望在航空航天、汽车制造、能源装备等领域大显身手，成为金属制造的“新引擎”。
