哈爾濱工業大學威海校區材料科學與工程學院傳來振奮人心的消息，張洪濤教授帶領的團隊在超聲波增材制造領域取得了重大突破。他們成功研制出國內首臺雙換能器超聲固相增材制造設備，這一創新成果不僅標志著我國在高端制造裝備領域的又一次飛躍，更為未來多個關鍵行業的發展注入了新的活力。
該設備最引人矚目的特點是其強大的輸出功率，能夠在6000瓦至9000瓦的范圍內靈活調整，實現雙頭同時工作。這一設計滿足了多種功能材料及梯度材料的制備需求，包括銅、鋁、鎳、鈦等金屬材料，以及銅/鋁、鋁/鈦等異質材料的復合增材制造。這意味著，該設備在輕量化功能材料制備、熱敏感器件無損植入等領域，將發揮重要作用，為航空航天、新能源汽車、光伏產業及無人機技術等前沿領域提供綠色、高效的特種功能材料制備方案。
超聲波增材制造（UAM）技術，作為一種基于固相連接的先進制造技術，通過高頻超聲振動產生的機械能和熱能，實現金屬箔材的逐層固結。相較于傳統的熔焊工藝，UAM的加工溫度更低，能夠有效避免材料因高溫而產生的氧化、相變及殘余應力等問題，因此在異種金屬連接和功能梯度材料制備方面具有顯著優勢。然而，傳統超聲波增材設備受限于單側換能器的功率不足，難以勝任大尺寸、高強度金屬構件的制造任務。
張洪濤教授團隊針對這一難題，自2013年起便開始了深入研究。他們首先提出了“輔助加熱式超聲快速成型方法及裝置”的構想，并在隨后的系統實驗中不斷完善。2018年，團隊提出了“大功率推挽式超聲滾焊固結-增材制造裝置工藝路徑實現方案”，并開始了裝備的迭代升級。經過不懈努力，團隊最終實現了雙側雙換能器增材固結的設計方案。這一方案通過同軸連接的雙換能器與雙變幅桿的協同作用，在滾焊壓頭兩側形成推挽聯合控制結構，顯著提升了能量輸出效率和工藝穩定性。
為了進一步完善整體裝備，團隊還進行了諧振模擬、壓頭粗糙度改善及輔助平臺開發等一系列工作。目前，該設備已具備完全自主知識產權，樣機正處于緊張的測試階段。這一創新成果的誕生，不僅填補了國內在高端超聲固相增材制造裝備領域的空白，更為我國制造業的轉型升級和高質量發展提供了有力支撐。
