原位层间结合检测样机

实时测力控温

在摩擦滚动增材制造过程中同步采集界面温度与沉积力，原位揭示层间结合缺陷的形成机制，为工艺优化提供直接数据支撑。

Yangyang, Xu · 刘海滨 · 谢瑞山 · Chen, Ying · Dawei, Guo · 陈树君

International Journal of Mechanical Sciences 2025

具体参数

原位界面温度（TC2）

{'zh': '543.6', 'en': '543.6'} °C

横向力（Fx）均值

{'zh': '210', 'en': '210'} N

下压力（Fz）均值

{'zh': '270', 'en': '270'} N

原位界面温度（TC2）

{'zh': '493.6', 'en': '493.6'} °C

横向力（Fx）

{'zh': '-700', 'en': '-700'} N

下压力（Fz）

{'zh': '1900', 'en': '1900'} N

原位界面温度（TC2）

{'zh': '452.3', 'en': '452.3'} °C

横向力（Fx）

{'zh': '-748', 'en': '-748'} N

技术优势

实时测温测力

在沉积过程中同步测量TC2测温点温度和三向力，避免了事后表征无法捕捉瞬态信息的盲区。

定位缺陷成因

通过对比不同工艺参数下的温度和下压力，明确层间结合缺陷主要源于TC2温度与Fz的显著差异，削弱了工具头的搅拌与滚压作用，为工艺优化指明了方向。

支撑工艺调控

实测数据（如转速1400 rpm时TC2温度543.6°C、Fz 270 N）可作为摩擦滚动增材制造工艺窗口优化的直接依据。

应用场景

• 摩擦滚动增材制造：直接用于摩擦滚动增材制造试验，实时监测界面状态以控制层间结合质量。
• 制造过程监测：提供温度与力的原位数据，补足制造过程监测中瞬态信息缺失的短板。
• 增材制造工艺优化：利用实测温度-力-缺陷关系反推最优工艺窗口，加速参数优化迭代。
• 层间结合质量控制：通过原位数据揭示缺陷形成机制，为在线抑制层间缺陷提供控制依据。