CAIEC路演 | 汉声智造：超声智造——金属低温固相增材制造技术

企业&项目简介

 哈尔滨汉声智造科技有限公司 

哈尔滨汉声智造科技有限公司成立于2021年11月，创始人为哈尔滨工业大学焊接专业在读博士王波，并在哈尔滨工业大学国家大学科技园进行孵化，主要业务为金属超声低温固结工艺与装备的设计、研发和销售，并在此基础上开展航天异质金属结构、零部件的低温加工与制造，层状智能结构/材料、梯度材料、复合材料等特殊功能材料的设计和制造，同时开展技术服务、技术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术推广以及信息技术咨询服务。

公司团队为来自哈尔滨工业大学焊接、材料、先进制造和经管等专业的博硕士研究生。创始人王波，男，汉族，中共预备党员，哈尔滨工业大学材料学院焊接专业2019级博士研究生，曾荣获第十届中国技术市场协会金桥奖、山东省技术市场协会金桥奖一等奖、第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖、第五届中国创翼创新创业大赛黑龙江省赛一等奖、第三届哈工大全球校友创新创业大赛总决赛最具潜力奖等奖励30余项，并荣获哈尔滨工业大学2022年度五四奖章、校级突出贡献奖（2次）、优秀学生、科创优秀团队（2次）等荣誉，入选2022年度哈工大校级榜样库成员。2019年至今作为核心成员参与国家级、省部级科研项目3项。

 超声智造——金属低温固相增材制造技术 

本团队所研发的超声低温固相增材制造装备，利用线性激光对母材箔带进行即时的赋能和改性处理，达到降低增材过程对超声能量的需求、改善金属层间结合质量和拓展技术应用范围的目的。加工过程中加工温度一般低于300℃，从根本上杜绝了传统的重熔增材方式下金属材料在熔化再凝固过程中带来的热缺陷和残余应力问题。技术可用于铝、铜、钛、镍、铁、钼等材料和异质层状结构的快速固相增材制造，所制造的零部件在轻量化、集成化、结构功能一体化等多方面拥有优异表现。

项目技术具有的低温加工特性、固相连接机制以及积木式增材制造方式，使其在钛/铝、铝/铜、铝/镍、铜/镍等二元、多元等异质层压复合材料、梯度材料与结构制造方面具有核心优势。同时在高通量铝/铜换热器件、高精度传感器无损植入以及智能结构/材料等接领域具有颠覆性优势，因此在新能源汽车、武器装备、军工电子、航空航天等领域具有超过千亿的应用市场规模，潜力巨大。

路演回顾

各位专家，大家上午好。我是哈尔滨汉声智造科技有限公司总经理王波，同时，我也是哈尔滨工业大学材料学院焊接专业2019级博士研究生。我今天带来的项目是高通量航天换热器件的超声低温固相增材制造技术。

随着人类的不断探索和科技的不断进步，世界各国已经将战略目光由陆地、海洋逐渐转向太空，太空逐渐成为世界各国未来战略的“高边疆"。航天器作为"高边疆"战略中的唯一载体，长期服役于昼夜温差超过300摄氏度的极端恶劣环境之中，在这样的恶劣环境中，必然需要高效、稳定的换热器件来保障它的安全稳定运行。

现阶段，航天器主要采用热管结构。这种结构采用组合安装方式，同时需要导热介质填充空隙。导致换热器件换热效率低，零部件多，重量大，结构复杂，并间接导致可靠性差等问题。

高通量换热器的制造为航空器提供了突破性的技术支撑。放眼全球，美国在此领域的研究起步较早，美国Fabrisonic公司近年来已经将“超声波增材制造技术”应用于美国NASA航天器换热器件的设计和生产制造，并取得了良好的测试效果。同时正是由于这种技术在美国的航空航天、军工电子等重要领域具有广泛应用，因此美国在这一技术方面对我国实行了严格的技术封锁。

近年来，在国家相关战略的驱动下，深空探测、探地、星际巡航等探测任务列入了国家的十四五规划，以此为背景，我们团队从2012年就开始了这项技术的研发。经过近十年的推进，形成了具有自主知识产权的产品和装备。相关技术也在异种金属层状复合材料的制备方面获得了部分应用。

1. 技术优势

项目技术具有三大核心优势。

优势一，整个加工过程中零部件的加工温度低于300摄氏度，可以保证金属材料不被融化，尤其是铝、铜这类有色金属材料，因此能够最大限度保证加工前后材料的组织和力学性能。

优势二，对于航天换热器的制造，铝、铜复合结构既能保证传热、散热效率，又能保证轻量化设计要求，但由于铝、铜金属对电弧、激光的高反射特性以及材料自身的高热导率，导致该复合结构难以使用激光等増材方法加工。而恰恰超声波増材制造技术在这方面具有独特优势。

优势三，超声波増材制造技术采用的是一种自下而上的类似于积木搭建的加工方式，在这一过程中允许将三维立体的换热通道集成到零部件内部，将原来的多组件组装制造方式转变为一体化增材制造结构。通过这种方式，结构减重可超过25%以上，制造效率可以提高四倍左右。

2. 运营情况与市场前景

目前团队主要承接异种金属材料与零部件的定制加工需求，并逐步推展新能源汽车领域热交换系统零部件的加工制造，包括空调系统以及动力转换模块中的轻量化换热器件。此外，重点推进商用卫星轻量化结构零部件的设计和定制加工。项目技术获得第七届中国国际“互联网+”大赛全国金奖，获得了国内外专家、评委的一致好评。

3. 商业模式

目前主要通过客户定制加工、技术咨询等方式实现商业运行。未来逐渐向设备销售、批量化代加工、技术授权等渠道拓展。

4. 核心团队

项目团队核心成员均由哈工大焊接、材料、经管等专业的博硕士研究生和本科生组成。并聘请了哈工大材料学院张洪涛教授作为技术顾问。

评委提问&点评

Q

在多批次生产中，怎样保证产品的一致性？通过什么样的检测形式去验证产品的一致性？

王波：产品一致性是我们目前着力开发的技术之一。为了保证一致性，在超声増材加工期间，通过配合超声无损检测技术，实时地将多层材料加工过程中产生的缺陷形成定位信息并进行反馈，如果缺陷影响到后续产品的使用，我们会通过搅拌摩擦焊接或重新固结的方式进行修复，修复后继续进行增材，通过这样的过程质量控制策略可以实现产品一致性的保障。

Q

在增材制造前期过程中，有采取何种措施，做了什么样的工作？

王波：第一，整个增材制造过程采用的是过程质量闭环控制，即时检测即时处理。第二，通过超声波输出功率的波动性可以进行质量控制，如果增材过程中有缺陷产生，会在直接体现在功率输出、振幅输出曲线上，如果曲线值超过一定范围会报警并强制停止加工。

Q

在新能源车热管理方面主要解决哪些核心痛点？该方面在一辆车上的加工量大概占多少百分比？

王波：新能源汽车主要解决电力转换模块的轻量化散热器制造问题。这部分大约能占新能源汽车换热系统加工量的5%左右。

本文根据嘉宾在【第六届中国航空创新创业大赛全国总决赛】上的发言整理、删减。（查看更多完整视频请扫描二维码）

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