增材制造技术在水下钛合金装备建造中的应用现状及展望

王晋忠; 柴斐; 汪卓然; 王怀慎; 董鹏

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.03

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专辑

增材制造技术在水下钛合金装备建造中的应用现状及展望
Prospects of Additive Manufacturing Technology Application in the Construction of Underwater Titanium Alloy Equipment
2025年55卷第1期页码：19-27
收稿：2024-03-29，

修回：2024-07-22，

纸质出版：2025-01-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.03
稿件说明：

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王晋忠，柴斐，汪卓然，等.增材制造技术在水下钛合金装备建造中的应用现状及展望［J］.电焊机，2025，55（1）：19-27. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.03.

WANG Jinzhong, CHAI Fei, WANG Zhuoran, et al.Prospects of Additive Manufacturing Technology Application in the Construction of Underwater Titanium Alloy Equipment[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(1): 19-27. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.03.

摘要

水下装备是一类可辅助或替代人类在复杂、高危的水下特殊环境中进行作业的军民两用型装备，是海洋资源开发和海洋权益维护的关键工具。近十年来，增材制造技术在航空航天、生物医疗等领域取得了诸多成功应用，但其在水下装备上的应用却鲜有报道。本文从水下钛合金装备的发展趋势出发，分析了增材制造在水下装备建造中的应用空间，从成形尺寸、产品结构和制件成分性能深入分析了增材制造技术的适用性，并以螺旋桨、空心壳体等典型零件为例，展示了其在复杂结构制造上的优势。同时，也指出了增材制造技术在应力腐蚀开裂、大型结构件形性控制、质量评价体系以及材料成本等方面的挑战。未来，通过技术突破和材料创新，例如开发固相增材制造技术，增材制造技术有望克服现有难题，实现高密度、类似锻件的组织结构，为水下装备的高质量、轻量化制造提供强力支持，推动海洋强国建设。

Abstract

Underwater equipment is a type of military and civilian equipment that can assist or replace humans in operating in complex and high-risk underwater environments， and is a key tool for marine resource development and the maintenance of marine rights and interests. In the past decade， additive manufacturing technology has achieved many successful applications in fields such as aerospace and biomedicine， but its application on underwater equipment has rarely been reported. This paper starts from the development trend of underwater titanium alloy equipment， analyzes the application space of additive manufacturing in the construction of underwater equipment， and delves into the applicability of additive manufacturing technology from the aspects of forming size， product structure， and component properties. Taking propellers and hollow shells as typical examples， it demonstrates its advantages in manufacturing complex structures. At the same time， it points out the challenges of additive manufacturing technology in stress corrosion cracking， shape and property control of large structural parts， quality evaluation systems， and material costs. In the future， through technological breakthroughs and material innovations， such as the development of solid-phase additive manufacturing technology， additive manufacturing technology is expected to overcome existing problems， achieve high-density， and wrought-like tissue structures， provide strong support for high-quality， lightweight manufacturing of underwater equipment， and promote the construction of a maritime power.

关键词

Keywords

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