超声波辅助加工技术在航空制造中的应用研究

2024年3月28日发(作者：窃据)

超声波辅助加工技术在航空制造中的应用研

究

随着航空制造技术的不断创新和发展，越来越多的新技术被应用到航空制造领

域中，成为推动该领域发展的重要力量。其中，超声波辅助加工技术作为一种新兴

的加工方法，其应用在航空制造领域中愈发广泛。超声波辅助加工技术具有许多独

特的优点，这些优点使得该技术在航空制造中发挥重要作用，本文将深入探讨超声

波辅助加工技术在航空制造中的应用研究。

一、超声波辅助加工技术的特点及优势

超声波是指频率高于20kHz的声波，并不可见，但是在我们周围的生活中经常

能够感受到其存在。超声波辅助加工技术就是利用超声波的物理效应来实现材料的

加工过程。具体来说，超声波辅助加工技术是将一定频率的机械振动转换成超声波

振动，用其对工件进行压缩和膨胀。与传统加工方法相比，超声波辅助加工技术具

有以下优势：

1.高效性

超声波辅助加工技术能够实现高速、高效的加工，可以大大节省生产时间和成

本。例如，在钛合金轻量化加工过程中，采用超声波辅助技术可以将加工时间缩短

到原先的1/3。

2.高精度

超声波辅助加工技术具有高精度的特点，可以精确地控制加工的深度和位置，

确保产品的质量和精度。

3.绿色环保

超声波辅助加工技术是一种无污染、无噪音的加工方法，对环境十分友好。

4.对于难加工材料的适应性强

钛合金等难加工材料在传统加工方法中往往难以加工，而采用超声波辅助加工

技术可以轻松地完成加工过程，提高了材料的可加工性。

二、超声波辅助加工技术在航空制造中的应用

1.超声波辅助制造复合材料

复合材料在航空制造中应用十分广泛，但是其加工难度较大。通过采用超声波

辅助加工技术，可以大大提高制备复合材料的效率和质量。例如，利用超声波技术

可以将碳纤维纱缠绕在轮廓封闭的模具中，然后在高温下固化得到具有确定几何形

状的复合材料产品。

2.超声波辅助加工钛合金及难加工材料

钛合金是航空制造中重要的材料，但是其加工难度较大。通过采用超声波辅助

加工技术，可以轻松地解决钛合金加工中的问题，从而提高钛合金的加工质量和效

率。例如，在飞机结构件的钛合金切削加工中，利用超声波技术可以降低切削力，

减少铣削过程中的工件表面热损伤和切削加工后热影响区所产生的残余应力，提高

加工效率和工件表面的质量。

类似地，采用超声波辅助加工技术，难加工材料的加工难度也可以得到解决。

3.超声波辅助冷冻压缩

超声波辅助制备大型复杂外形的航空板件具有重要意义。将冷压与超声波结合

可以提供压缩温度更低的加工方法，不仅可以降低材料膨胀和设备磨损，同时提高

生产效率和产品性能。

4.超声波辅助制造金属泡沫材料

金属泡沫材料是一种轻质、高强度、吸音、隔热、抗振性能优秀的材料。而超

声波辅助技术可以辅助金属泡沫材料的铸造、烧结、高压冷压等制造过程，提高金

属泡沫材料的制造效率和质量。

三、发展超声波辅助加工技术的必要性

超声波辅助加工技术在航空制造中的应用越来越广泛，但是在实际应用中仍存

在许多问题。例如，由于超声波加工的物理特性，加工时加热问题难以完全避免，

这可能导致工件变形和应力集中等问题。

因此，我们需要不断推进超声波辅助加工技术的研究，通过不断的模拟实验和

实际应用，进一步提高超声波辅助加工技术的稳定性和可靠性。同时，应注重培养

一批较高水平的技术人才，推进航空制造技术的发展。

结语

超声波辅助加工技术是航空制造领域中一个重要的新型加工方法，其具有高效、

高精度、绿色环保、对难加工材料适应性强等一系列优点。目前，超声波辅助加工

技术在航空制造中的应用具有广泛的前景，但仍需要不断研究和发展。相信在不久

的将来，这种技术将为航空制造领域的发展带来更多惊喜。