需求类型：技术难题解决  
1）开发面向纯铜感应线圈增材制造成套装备。包含开发增材制造纯铜感应线圈的专用装备，选型粉末筛分装备、混粉装备及零件清粉、打磨抛光等后处理配套装备。 ①打印装备。包括电子束发生单元、成形室及机械运动组件单元（成形室、铺送粉单元）、真空及气氛控制单元、软件单元（设备控制软件、数据剖分软件）等。 ②配套设备。根据全流程技术匹配粉末筛分、混料装置、粉末回收系统、清粉振动平台，产品打磨抛光等后处理配套装置。 2）开展纯铜感应线圈产品增材制造技术研究，获得增材制造纯铜感应线圈产品全流程成制备技术。 ① 纯铜粉末选型、粒度级配制度：明确粉末粒度分布，粉末球形度及松装密度指标，粉末的化学成分控制要求。 ② 纯铜粉末循环利用规范。获得粉末在循环利用过程相关物理性能及氧含量变化规律及其对增材制造线圈纯铜制件致密度及力学性能的影响；制定粉末使用的临界复用判据及其循环利用方案。 ③ 高质量纯铜线圈产品增材制造工艺包。获得粉床预热、热补偿工艺参数，纯铜线圈产品切层剖分工艺参数（表层缩进、切层间距、熔化间距），支撑、实体、多孔填充工艺参数，不同尺寸产品不同维度缩放补偿系数，支撑设计优化、多层打印工艺等，形成高质量纯铜线圈产品的增材制造工艺包。 ④后处理工艺制度。研究粉末回收系统、清粉振动、产品打磨抛光等后处理技术，制定感应线圈产品的后处理规范。 3）揭榜单位应具备纯铜感应线圈增材制造从原料到装备、工艺等全链条技术开发的实力，并已在纯铜线圈的打印应用领域具备多项成功案例。

汽车半轴、轮毂轴是车辆驱动、制导系统的核心部件，这类部件需要采用高频感应线圈进行热处理以提高其耐磨、疲劳强度和使用寿命。随着汽车产业技术快速发展，新车型需求大量创新结构及高强性能的轴类部件，此类部件热处理就需要复杂构型感应线圈。当前此类感应线圈基本依靠纯铜铜管按轴类部件形状进行绕制，然后再拼装、焊接而成，现有制备技术多依赖手工经验，工艺过程随意性大，且无法生产复杂形状的感应线圈产品。基于粉末床的高能束选区熔化增材制造技术为制备复杂构型纯铜感应线圈提供了解决方案，但由于纯铜材质对激光反射率很高，且纯铜具有高导热和低熔体粘度特性，所以采用传统红外激光增材制造的纯铜零件常存在致密度低、孔隙率高、力学性能不达标的弊端，且铜反射的激光还会对设备核心光学元器件造成较大损伤。因为铜对绿激光及电子束等高能束流的吸收率比传统红外激光高出十倍以上，所以开展以绿激光，电子束等热源进行纯铜感应线圈增材制造成套技术与装备的研究势在必行。基于当前汽车产业对轴类部件的巨大市场需求，项目亟待开发复杂构型铜感应线圈增材制造的全链条技术及成套装备，并逐步替代传统拼焊技术，满足汽车产业高速发展的应用需求。

（1）纯铜感应线圈增材制造内部冶金缺陷形成机制及控制技术 纯铜材料一般对高能束流具有较高反射率，所以研究高能束流与纯铜粉末的交互作用行为，确定高能束流多少能量用于熔化金属，多少消耗于线圈本体的热传导是制定高能束功率参数的基础。且在选区熔化增材制造工艺中，主要工艺参数、纯铜熔池熔体状态的波动和变化、扫描填充轨迹的变换等不连续和不稳定，都可能在零件内部形成冶金缺陷；且因为铜的高导热特性，熔体区域散热迅速，局部热梯度大，容易导致成形组织分层、卷边，使得制备线圈产品成为废品。因此掌握纯铜感应线圈增材制造内部冶金缺陷形成机制及其控制技术是本项目首先要解决的一个关键科学问题。 （2）纯铜感应线圈产品批量增材制造质量稳定一致性控制技术 开发出纯铜感应线圈产品增材制造的基础工艺后，保障线圈产品多层堆叠增材制造的批次质量稳定一致是实现产业化的关键。如何在逐项攻破原料、装备、工艺、设计的基础上，制定纯铜粉末有效循环利用的规范，研究粉床温场控制及高能束扫描策略确保薄壁线圈产品成形过程稳定、形性优异，研究纯铜线圈模型流道支撑优化及成形工艺控制确保内流道尺寸达标且粉末易去除，研究多层纯铜线圈产品层与层之间摆放布局及支撑的科学合理设计，确保不同层线圈产品形性一致等。通过研究各要素之间的协同作用，并开发线圈成形过程在线质量监测系统，是本项目要攻克的另一关键技术。

1）铜（T2）粉末化学成分见下表，松装密度≥4.2g/cm3，振实密度≥4.5g/cm3，流动性≤22s/50g； Cu+Ag Bi Sb As Fe Pb S O 99.90 ≤0.001 ≤0.002 ≤0.002 ≤0.005 ≤0.005 ≤0.005 ≤0. 04 2）铜线圈随炉试样致密性≥99.6%，随炉样拉伸性能≥180MPa，纯铜线圈产品导电率≥99%IACS，气密性指标要求：0.75MPa下保压≥20min； 3）增材制造纯铜线圈专用装备：基于单电子枪装备的成型尺寸不小于400mm×400 mm×400mm，尺寸精度≤±0.3mm，粉末床预热温度≥500℃，具备在线质量监测功能，可实现纯铜线圈产品的多层堆叠打印； 4）形成纯铜增材制造粉末循环利用制度1项，增材制造铜线圈产品成型工艺规范1项，增材制造铜线圈产品后处理作业指导书1项； 5）纯铜感应线圈增材制造成套（粉末预处理、增材制造、后处理）装备1套。