31、超声增材制造技术全解析

超声增材制造技术全解析

1. 超声增材制造（UAM）工艺概述

超声增材制造是一种独特的制造技术，在多个行业展现出巨大的应用潜力。以 3003 铝箔为例，其宽度为 25 毫米，厚度为 0.15 毫米。在制造过程中，由于单层宽度远大于单个金属箔的宽度，所以会将多个箔材并排沉积形成一层。具体流程如下：
1. 逐层沉积 ：先沉积第一层箔材，接着在第一层上沉积第二层，以此类推。
2. 定期加工 ：每沉积四层后，UAM 机器会修剪多余的箔材端部，并根据 CAD 几何形状加工内部和外部特征。每沉积 40 层后，机器会在该层的精确高度进行表面加工，以补偿因箔材厚度变化可能产生的多余高度。例如，第 40 层的 z 高度为每层 0.15 毫米乘以 40 层，即 6 毫米。
3. 封闭结构 ：经过一系列重复的粘结和加工操作后，沉积面板层以封闭内部特征，最后沉积四层，形成最终的面板。

2. UAM 粘结质量评估

评估 UAM 制造结构的质量，通常采用两个广泛接受的参数：线性焊接密度（LWD）和零件强度。
- 线性焊接密度（LWD） ：指两个超声固结箔材之间已粘结界面的百分比除以界面总长度，通过金相分析确定。例如，由四层 Al 3003 胶带制成的微观结构样品，只有第一层与基板之间的 LWD 达到了 100%。
- 零件强度 ：与 LWD 密切相关，良好的 LWD 有助于提高零件强度。

3. UAM 工艺基础

3.1 超