| 综合介绍 |
成果来源：项目成果主要来自于国家863项目和国家自然科学基金重点项目等，已经授权核心发明专利15件，获得江苏省科学技术奖一等奖一项和中国机械工业科学技术奖一等奖一项。
基本原理：首先对金属关键零件的损伤区域采用激光3D打印技术修复其形状精度和尺寸精度，即激光3D打印“控制形状”。在修复的过程中由于金属快速地熔化和再凝固，必然产生严重的残余拉应力，这是影响修复零件使用寿命的关键因素。然后利用强激光照射到零件表面时会产生高达数万个大气压的强冲击波，将修复区域的残余拉应力调整为残余压应力，从而显著提高了修复零件的使用寿命，即激光喷丸强化“控制性能”。如果损伤零件区域面积大、深度深，则根据应力调控的残余应力分布特性，尤其是残余应力分布的深度，通过优化3D打印轨迹、参数和金属沉积的厚度，采用3D打印和应力调控逐层交替的工艺，确保整个修复区深度方向上残余应力分布的合理性。
目标产品用途：目标产品是国内首创基于应力调控激光3D打印技术的系列装备，用途：①关键零件服役疲劳损伤修复；②关键零件机械加工缺陷修复；③零件制造中的激光喷丸应力调控强化。上述三种用途都能够成倍提高零件的疲劳寿命与可靠性。
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| 创新要点 |
本项目推出的核心产品是智能化的单纵模YLF激光喷丸系统，属于当今世界上最先进的第三代产品。国内现有的产品属于第一代和第二代产品，而且智能化程度很低，相关企业尚没有能力制造出与本产品技术水平相近的产品，其完全没有办法与本产品竞争。主要创新点如下：
1. 国内首次研制了第三代世界上最先进的LYF激光喷丸应力调控系列装备；
2. 提出了基于大数据挖掘的激光喷丸疲劳寿命在线评估与检测方法；
3. 装备高智能化，激光喷丸激光参数自动检测、控制与储存；激光能量、频率、光斑尺寸等自动调整；
4. 长寿命，高可靠，高效率。
概念题材：智能装备 + 互联网、航空发动机、大飞机工程、激光3D打印、大数据挖掘+云计算、再制造、军工、核电、医疗器件。
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| 技术指标 |
1. 单纵模；重复频率20Hz；脉冲宽度6-18ns，可调，8小时连续运行稳定度小于1%；功率8小时连续运行稳定度小于1%RMS；
2. 工件夹持机器人10-300KG；零件尺寸：盘类零件直径1300mm，板类零件2mX1.5mX1.5m；涂水机器人稳定随动；
3. 钛合金表面残余压应力大于600MPa，深度大于1mm；铝合金表面残余压应力值大于350MPa，深度大于0.7mm。
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| 其他说明 |
市场分析与目标客户：疲劳破坏造成了大量产品及重大装备过早报废，并引发灾难性事故。据统计，仅美国每年早期断裂造成损失达1190亿美元，其中80-90%是疲劳破坏造成的。疲劳破坏更是制约我国飞机、航空发动机、汽轮机叶片、大型水轮机叶片等重大装备关键零部件寿命的主要原因之一，是亟待解决的核心问题。这是一项军民两用技术，根据不同的应用对象，可以开发出系列产品。技术与成套装备在航空工业、电力工业、海洋船舶、汽车工业、医疗器件等行业具有广阔应用前景和巨大的市场容量。初步估算我国激光喷丸设备的市场容量约1-2万套。本人从1992年开始从事激光喷丸/冲击强化技术研究，熟知国内现有产品的状况与企业需要，已经积累了多家目标客户。
盈利能力分析：本产品属于光机电仪一体化的高技术产品，在核心激光器进口成套装备自己集成制造的情况下毛利率约40-45%，核心设备国产化后则毛利率约50-60%，航空损伤叶片维修或整体叶盘对外服务毛利率大于70%。预计在产品形成规模销售时，毛利润率约40%，纯利润率约25%。
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