孙宝德：《高温合金超限构件精密铸造技术及发展趋势》
作者：孙宝德（中国工程院院士，上海交通大学讲席教授）
随着航空航天飞行器设计水平的跨越式提升，铸件的结构设计出现了重大变化，其尺寸、壁厚和结构复杂程度均超出了传统精密铸造技术的极限，表现为外轮廓超过1000mm，大面积壁厚小于1.5mm(甚至1.0 mm)，大面积空心薄壁曲面结构与变截面系数陡增成为常态。此外，对铸件冶金质量和尺寸精度也提出了苛刻要求，主承力部位无宏观疏松，整体尺寸精度由CT7提升到CT5，表面粗糙度从3μm降低到2μm。以上2方面原因促使以“无疏松、高精密、1mm”为特征的大型复杂薄壁高温合金超限精密铸造技术成为世界级难题，成为各国竞相发展的关键核心技术。如何解决三大难题实现超限铸件精密成型是关键。
基于多源信息融合大数据与人工智能的智能铸造理论与技术，构建大型复杂薄壁铸件凝固与铸造过程的多物理场数字孪生体，实现传统经验的设计铸造向大数据驱动的智能设计铸造模式的转变，有望解决经典凝固理论无法找到多元合金凝固过程的量化方法，铸造过程多物理场融合的不确定性，稀疏的数据不足以支撑工艺参数最优化决策等问题，推进铸造工艺设计由人脑向电脑转变，实现铸件冶金缺陷与全流程尺寸精度稳定控制。
随着集成计算材料工程和增材制造技术的发展，开发匹配大型超薄壁高温合金铸件复杂充型凝固过程局部热场可调控的陶瓷模壳材料及其制备技术，摒弃传统精铸中模具设计、蜡模压制组装工序，采用增材制造技术直接制备具有复杂随形流道与超薄型腔的陶瓷型壳，突破超薄壁复杂高温合金铸件的高质量调压铸造成型技术，结合大型智能化调压精铸装备研制，制备出传统重力铸造无法获得的大尺寸复杂超薄壁高温合金铸件，为铸件轻量化与功能优先设计提供保障，并形成基于“3D打印型壳+智能调压精铸”的超薄壁高温合金铸件制备技术体系，最大限度发挥高温合金材料应用潜力，有望大幅提高航空航天重大装备的综合性能。
作者介绍：
孙宝德：中国工程院院士，上海交通大学讲席教授、上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室主任，兼任苏州国家实验室主任助理，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，国家百千万人才工程人选，教育部跨世纪优秀人才。兼任：国务院学位委员会第七、八届材料科学与工程学科评议组成员，中国材料研究学会特邀常务理事，国家新材料重大专项专家组成员，科技部“十四五”国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项实施方案及指南编制专家，航空发动机和燃气轮机重大专项材料专家组成员。曾任上海交通大学材料科学与工程学院院长、党委副书记、党委委员。孙宝德院士长期从事金属材料与凝固技术研究工作，在金属凝固科学与技术领域研究成果丰硕；领导的团队以解决国家重大工程需求为目标，研究成果为我国航空航天重大装备的研制做出了重要贡献。主持了973项目、863项目、大科学仪器项目等项目50余项，授权发明专利200 余件(含国际专利 20 余件)，发表SCI论文300余篇，他引4000余次，出版中英文专著各1部。以第一完成人获国家技术发明二等奖2项、第二完成人获国家技术发明二等奖1项，获第十五届光华工程科技奖。
