金屬增材制造技術正在迅速改變航空航天領域的制造方式。通過增材制造技術,復雜幾何結構可以一次成形,顯著提高了零部件的強度、耐用性和輕量化程度。這樣的數(shù)字化生產流程不僅能加速零部件的研制,還能大幅縮短交付周期,滿足航空航天領域對定制化和批量生產的需求。
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2024-10-16 09:06 上傳
然而,隨著批量生產需求的增加,航空航天行業(yè)也面臨著提高生產效率、自動化管理、以及質量可追溯性的挑戰(zhàn)。鉑力特憑借創(chuàng)新技術和實踐經驗,提供了全面的解決方案,為航空航天領域客戶提供了有力支持。
革新設計助力零件升級
鉑力特在增材制造的革新設計中發(fā)揮了關鍵作用,有力推動了航空航天零部件優(yōu)化升級。在快舟十一號運載火箭項目中,鉑力特通過一體化成形技術,對發(fā)動機組件零部件進行了優(yōu)化設計。傳統(tǒng)制造工藝需將零件分別制造后焊接成為整體,存在制造周期長、零件服役易開裂等問題。鉑力特采用鈦合金和高溫合金材料,利用BLT-S310設備一體化成形零部件。這一技術有效避免了這些問題,不僅極大縮短了制造周期,并且提高了零件性能,滿足發(fā)動機的使用要求。
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此外,鉑力特的激光立體成形(DED - LB/M)技術在東方空間 “引力一號” 運載火箭項目中得到應用,為該火箭批量生產了 30 余件主捆綁相關零件。這些異形結構零件尺寸大且易變形,利用傳統(tǒng)加工方式難度大、周期長、材料利用率低。鉑力特通過優(yōu)化零件設計,實現(xiàn)大尺寸異形結構件的近凈成形,大幅縮短研制周期并降低生產成本。
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鉑力特還與藍箭航天合作,為朱雀三號火箭垂直起降飛行試驗提供關鍵零部件支持。針對火箭零部件的需求,鉑力特對其進行重新設計,利用 BLT - S310 和 BLT - S400 設備,成功制造了多個不銹鋼和高溫合金部件,助力火箭實現(xiàn)飛行目標。
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除了在運載火箭方面,鉑力特在航空發(fā)動機領域也展現(xiàn)了突出的革新能力。在中國航發(fā)渦輪院和西北工業(yè)大學聯(lián)合開展的中介機匣拓撲優(yōu)化設計項目中,鉑力特協(xié)助零件優(yōu)化設計,并提供了增材制造工藝支持。此項目將內外四層及支板結構一體化設計,機匣壁面貼附自成形加強筋結構, 減輕重量, 提高剛性,簡化加工裝配過程。鉑力特選用鈦合金B(yǎng)LT-TA15材料并優(yōu)化成形工藝,利用BLT-S1500設備一體成形,提升零件質量性能。
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△中介機匣
在設計新型一體化混合反應散熱器時,鉑力特從增材制造思維出發(fā),調整散熱管路和翅片排布,集成混合器和反應器,選取合適材料并利用設備一體成形,提高了換熱等性能,實現(xiàn)了構型可行性快速驗證。
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△一體化混合反應散熱器
大幅面設備與批量生產
鉑力特的BLT-S系列設備已被廣泛應用于多個航天項目,例如在航天六院的液體火箭發(fā)動機項目中,鉑力特通過大幅面設備平臺化方案和多激光器設備,幫助客戶實現(xiàn)高效的批量生產。這些設備通過光學一致性和流場優(yōu)化等技術改進,確保了更大幅面零件的成形精度和質量一致性。
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為提高生產效率,鉑力特開發(fā)了共享型粉末循環(huán)系統(tǒng)和智慧產線管理方案。為大幅面設備配置的集成化粉末自動循環(huán)系統(tǒng)和產線化粉末循環(huán)方案大幅縮短了粉末流轉時間,而BLT-MES 2.0智能管理系統(tǒng)則通過全流程數(shù)據監(jiān)控和生產規(guī)劃,幫助客戶實現(xiàn)生產線資源優(yōu)化與質量控制。
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材料創(chuàng)新與新型工藝
鉑力特致力于為航空航天領域提供多種高性能材料,以滿足極端環(huán)境下對高強度、耐高溫、輕量化零件的需求。目前,鉑力特已推出多款適用于航空航天領域的可成形材料,涵蓋了從高溫合金到鈦合金等多種高性能材料,包括BLT-Ti65、BLT-Ti2AlNb等。這些材料不僅具有良好的力學性能,還優(yōu)化了生產工藝,顯著提高了零件的成形精度和可靠性。
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*如需獲取完整材料清單或了解更多信息,歡迎致電鉑力特粉末銷售400-863-8885
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△BLT-Ti2AlNb流道展示件示意圖
此外,鉑力特開發(fā)了雙金屬復合結構成形工藝,成功打印出具有銅合金與高溫合金組合的零件,進一步提升了增材制造的材料自由度和工藝靈活性。
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△銅合金/高溫合金環(huán)形結構件
智能制造與質量控制
鉑力特通過一系列智能制造軟件提升了生產效率和零件精度。BLT-BP路徑規(guī)劃軟件通過優(yōu)化零件的打印路徑,大幅提高了成形效率。以某性能質量要求高的大尺寸復雜結構支架零部件為例,以往需要耗時168小時才能完成剖分,而利用BLT-BP V2 僅0.41小時,效率提升99%。在打印效率方面,BLT-BP V2針對不同結構類型的零件可以將打印效率平均提高6.9%,最高可提升27%。
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BLT-AutoCAL振鏡校正軟件則通過自動化校正技術確保激光器的一致性和精度,進一步提高了生產的穩(wěn)定性。通過溫度場監(jiān)控和三維重建技術,鉑力特能夠實時監(jiān)測增材制造過程中的缺陷,確保每一件零件的高質量成形。
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在即將舉行的第十五屆中國航展中,鉑力特將展示最新的增材制造技術及應用成果,包括上述的Ti2AlNb流道展示件和銅合金/高溫合金環(huán)形結構件等多種高性能材料的應用案例。鉑力特還將展出大尺寸增材制造設備與復雜結構零件,包括尺寸達1.3米整體打印的陣面板、利用BLT-S1500超大尺寸設備成形,結構復雜且整體壁厚僅2mm左右的中介機匣等。更有超大尺寸零件現(xiàn)場首發(fā),航空飛行器、商業(yè)航天零部件等多款應用案例首次亮相。
航展搶先看
鉑力特將深化服務型制造理念,研判客戶需求,在結構優(yōu)化設計、可成形材料種類、設備矩陣、工藝創(chuàng)新、高效智能制造、產品質量精度、檢驗檢測等方面不斷發(fā)力,為航空航天的持續(xù)發(fā)展貢獻更多力量。
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