露出：固相積層造形技術、陝西Zhituo 1200トン

2017年中国（西安）国際積層造形博覧会および技術サミットフォーラム（略して2017CAME）で、Antarctic Bearは、陝西智托固相積層造形技術有限公司が開発した新しい3Dプリント技術である固相積層造形技術を発見しました。現在、同社は、大温度ゾーン（800×800×1200mm3）、大トン数（1200t）、多軸、多シリンダーの加圧真空拡散溶接装置を開発しており、これは国内の大型精密構造部品の固相積層造形技術のギャップを埋めるものとなるでしょう。

固相積層造形技術「陝西智陀」は、固相積層造形に関する独立した知的財産権を持つ4世代の真空拡散溶接装置を設計・開発してきました。これら4世代の設備の設計作動温度は1250～1500℃で、構造は単軸単気筒加圧から4軸4気筒加圧へと発展し、加圧トン数も初期の12トンから600トンへと発展し、均一温度ゾーンのサイズは300×300×300mm3～600×600×600mm3をカバーしています。研究のニーズを満たすだけでなく、600×600mm2以下のコールドプレート、マイクロチャネル一体型高圧熱交換器などの大規模構造物の開発やバッチ溶接製造にも対応できます。現在、「陝西智托」は、広い温度範囲（800×800×1200mm3）、大きなトン数（1200t）、多軸、多シリンダー加圧の真空拡散溶接設備を開発しており、この設備は国内の大型精密構造部品の固相積層造形技術のギャップを埋めることになる。
固相積層造形技術の基本特性より正確な構造寸法より優れた機械的特性より広範な成形材料工業的大量生産により適している

材料の溶接性に関する研究<br /> 材料の溶接性については、広範囲かつ徹底的な研究が行われてきました。均質材料と異質材料に関する研究には、次の 7 つのシリーズが含まれています。
（１）高張力鋼、金型鋼、ステンレス鋼等の鋼材
（２）高温合金（固溶強化型高温合金、析出強化型高温合金、鉄ニッケル合金等を含む。）
（３）チタン合金（工業用純チタン、二相チタン合金等を含む。）
（４）無酸素銅、黄銅、洋白、錫青銅等の銅合金
（５）アルミニウム合金：シリーズ１純アルミニウム、シリーズ２硬質アルミニウム、シリーズ５防錆アルミニウム、シリーズ６鍛造アルミニウム、シリーズ７高強度アルミニウム合金等。
（６）その他の合金としては、モリブデン合金、ニオブ合金、銀ニッケル合金、マグネシウム合金などがある。
（７）セラミックス及び非金属（C/C複合材料、アルミナセラミックス、ガラス、単結晶シリコン、グラファイト等を含む）
同社が研究した材料システムと溶接性の組み合わせは、コールドプレート、マイクロチャネル統合型熱交換器、5Gアンテナ、コンフォーマル冷却金型など、現在の技術市場における固相積層造形製品の大部分をカバーしています。また、洋上浮体式原子力発電所の高圧熱交換器や航空機ブレードなど、将来の複数の先進構造物の製造と応用のための技術的備蓄も提供します。

材料の溶接性に関する研究に基づいて、次の 6 つのカテゴリのプロセス設計および制御技術が開発され、取得されました。
（１）溶接前処理及び洗浄技術
（２）中間層材料及び構造設計技術
（３）マイクロチャネル座屈変形制御技術
（４）３００ｍｍを超える大型ワークの温度制御・変形制御技術
（５）溶接品質のオンライン監視・制御技術
（６）コールドプレート、ヒートシンク、ヒートパイプの設計技術。
これらの技術成果は、各種材料や構造製品の開発・製造に対する技術的サポートを提供するとともに、製品の品質管理に対する理論的サポートも提供します。

拡散溶接技術入門<br /> 拡散溶接は、一定の温度と圧力下で溶接対象面に小さな塑性変形を引き起こし、広い面積にわたって密着させる固体接合方法です。一定期間の保温後、接触面間の原子の相互拡散と界面移動により、部品の冶金結合が実現されます。拡散溶接は、大きく分けて 3 つの段階に分けられます。
最初の段階は初期の塑性変形段階です。高温高圧下では、粗い表面の微細突起が最初に接触して塑性変形を起こし、実際の接触面積が大幅に増加し、表面接着層と酸化膜が破壊され、界面が密着して多数の金属結合を形成し、原子の拡散条件が整います。
2 番目の段階は、界面原子の相互拡散と移動です。接続温度では、原子は高度に活性化された状態にあり、溶接される表面の変形により、空孔、転位、格子歪みなどの多数の欠陥が形成され、原子の拡散係数が大幅に増加します。さらに、この段階では、より強力な冶金結合を実現するための再結晶の発生と、界面の気孔の収縮と消失も伴います。
第三段階は、界面と気孔の消失です。この段階では、原子は拡散し続け、最終的に元の界面と細孔が完全に消え、良好な冶金結合が達成されます。

その利点は次のようにまとめられます。
（１）優れた共同パフォーマンス。拡散溶接接合部は強度が高く、真空シール性が良好で、品質が安定しています。均質材料の場合、溶接継手の微細構造と特性は母材のものと類似しており、溶接後も母材の物理的・化学的特性は基本的に変化しません。
（２）溶接変形が小さい。拡散接合は固相接合技術であり、溶接プロセス中に金属の溶融と凝固がなく、適用される圧力が一般的に低いため、マクロ的な変形の発生を効果的に抑制し、部品の高精度なサイズと形状を確保できます。
（３）拡散接合は、塑性が低い、または融点が高い均質材料、金属間化合物を容易に生成する不均質材料、金属と非金属など、他の方法では溶接が困難な材料の接合に大きな利点がある。
（４）大面積の接続が可能となる。断面サイズが大きい場合、拡散接合時に圧力が界面全体に均等に分散され、良好な接触が実現され、効果的な接合が実現します。
（５）溶接工程は安全、清潔、無公害であり、溶接工程全体にスパッタ、放射線、その他の有害物質がなく、溶接工程の自動制御が容易である。

拡散溶接エキスパートシステムは、拡散溶接分野における専門家レベルの知識と経験を大量に備えたインテリジェントなコンピュータプログラムシステムであり、人間の専門家の知識と問題解決方法を使用して、この分野の問題に対処できます。つまり、拡散溶接エキスパートシステムは、専門知識と経験を豊富に備えたプログラムシステムであり、人工知能技術とコンピュータ技術を応用して、拡散溶接分野の1人以上の専門家が提供する知識と経験に基づいて推論と判断を行い、人間の専門家の意思決定プロセスをシミュレートして、人間の専門家が対処する必要がある複雑な問題を解決します。拡散溶接エキスパートシステムは通常、人間とコンピュータの相互作用インターフェイス、知識ベース、推論エンジン、インタープリタ、包括的なデータベース、および知識獲得の 6 つの部分で構成されます。

陝西智托拡散溶接エキスパートシステムの構築は、溶接材料、物理的パラメータ、溶接前の状態、構造寸法、インターフェースの数、溶接前の洗浄プロセス、溶接プロセスパラメータ、溶接後の変形、溶接後の微細構造の組成分析、機械的特性など、技術研究開発と工業生産において長期間にわたって収集された大量の専門知識と生産経験データに基づいています。

会社概要<br /> 陝西智托固相付加製造技術有限公司は、陝西省渭南ハイテク開発区に位置し、設備研究開発、プロセス革新、製品開発を一体化した中国唯一のハイテク拡散溶接企業です。同社は帰国医師を中核とし、「985」大学の博士・修士課程卒業生をバックボーンとし、西北工科大学から特別に任命された専門家をコンサルタントとして迎え、ハイレベルな人材チームを構築した。

「陝西智陀」は製造技術の国際的フロンティアに焦点を当て、「2025 インテリジェント製造、グリーン製造、中国製」を指導方向とし、統合型、高効率、複雑な構造部品の拡散溶接技術の開発、育成、推進を専門としています。現在、当社は航空、宇宙、航行、鉄道輸送、新エネルギー車両、原子力、太陽熱発電、火力発電、石油化学、電子情報、射出成形金型、計測機器など多くの分野に重要な技術と製品を提供しています。

一部のネットユーザーは次のようにコメントした。
積層造形の分野では、超音波溶接による金属 3D プリントなど、「カットまたはトリミングされたシートを重ね合わせて 3 次元構造を作成する」というこの種の方法は長年存在しています (100 年以上前に段ボールを重ね合わせて 3 次元構造を作成する米国特許も取得済み)。このタイプの方法では、多数の金属板を準備して切断したり、金属板を積み重ねたりするなどの複雑な準備工程があり、複雑な構造物を製造するのも困難です。しかし、本論文で報告した方法で製造された金属部品は、強度が高く、応力が極めて低く（全体的に超高温処理）、大型部品の製造が可能であり、一部の分野（大型航空機部品など）では非常に価値があります。

今年、同社は中国イノベーション・起業コンテストの先進製造業グループの決勝に進出し、陝西地域で1位、全国で3位を獲得しました。勢いが強く、今後の市場見通しも良好です。

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