3月31日，记者从哈尔滨工业大学（威海）了解到，该校研制出国内首台大功率推挽式超声固相增材制造装备。该装备国内首次通过两侧施加双换能器实现6000瓦以上的输出功率，相比传统单换能器可适合更厚箔片的大面积堆叠累积增材，能够完全满足铜、铝、镍、钛等多种金属材料的固相固结增材，同时还可实现铜/铝、铝/钛等异质材料的高质量复合增材制造，为轻量化功能材料制备、热敏感器件无损植入等领域开辟了新的工艺路径。

  增材制造技术，亦被称为3D打印技术，是由零件三维数据驱动直接制造零件的科技体系。它采用层叠堆积的方式实现了零件的“自由制造”和“近净成形”，降低了复杂结构零件的加工难度和制造成本。

  超声波是一种频率超出人耳听觉上限的声波，在介质中传播时会引发一系列物理反应。在增材制造领域，超声波能够在微观尺度上精确操控物质，通过其高频特性产生局部高压，进而引发物质内部微观结构的深刻变革，最终达到优化材料性能、提升加工品质的目的。基于金属超声波焊接的超声增材制造技术是在连续的超声波振动压力下，金属箔层间产生高频率的摩擦，而在摩擦过程中金属表面覆盖的氧化物和污染物被剥离，露出纯金属，在外加压力作用下通过超声波的能量将纯净金属材料软化填充至已焊接完毕的金属箔片的表面，在这样的一个过程中，两片金属箔片表面实现原子间结合提高焊接面的强度，而后周而复始，层层叠加，最终成型。

  固相连接是一种在固态下实现材料连接的技术，其特点是不需要熔化材料，而是通过原子间的扩散、塑性变形或机械作用实现连接。哈尔滨工业大学（威海）教授张洪涛表示，超声波增材制造是一种基于固相连接的绿色增材制造技术，通过高频超声振动产生的机械能和热能实现金属箔材的逐层固结，与传统熔焊增材工艺相比，其加工温度低，结合界面能够尽可能的防止脆性化合物的过度生成，同时也能够尽可能的防止材料高温氧化、相变及残余应力等附加问题，非常适合于异种金属连接和功能梯度材料制备。然而，传统超声波增材设备使用单侧换能器，因换能器功率不足且难以长时间连续作业，不足以满足大尺寸、大面积及高强度金属构件的制造需求。

  在山东省重大科学技术创新工程项目、山东船舶技术研究院和威海万丰镁业科技发展有限公司等支持下，张洪涛团队从2018年开始做双侧施加振动实现推—拉结合的超声振动滚焊头的设计与优化；同时，该团队通过谐振模拟、压头粗糙度改善及辅助加工平台开发等工作不断打造完善整体装备，最终研制成功具有完全自主知识产权的增材制造装备，目前样机已进入测试阶段。