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金属材料激光增材制造技术及在航空发动机上的应用

2014-12-26 08:29
Minor昔年
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  航空发动机零件主要以盘类零件和叶片为主。盘类零件虽然结构单一,但零件尺寸较大;叶片尺寸虽然较小,但型面复杂。传统的机械加工工艺实现了盘、叶片类零件的高精度加工,但加工的周期长,经费高,材料利用率低;且由于机械加工技术存在一定的局限性,零件结构形式的设计受到了限制。而增材制造技术可实现不规则型面(包括外部内部的构件加工),实现无模具小余量零加工,大大缩短了零件的试制周期,提高了材料的利用率,减少了零件的试制经费。此外,增材制造技术可实现设计引导制造、功能性优先的设计、最优化设计等,大大提升了零件设计的自由度;在传统加工工艺时代被认为是必须突破的关键技术,在现代将会逐渐演变成通用性的加工要求。因此,增材制造技术可广泛应用于航空发动机中的空心风扇叶片、空心风扇轮盘、整体风扇叶盘、风扇机匣、增压级叶片、整体叶盘、压气机机匣、燃烧室喷嘴、涡轮叶片等零件研制。

  结束语

  金属材料增材制造技术以金属粉末等为原料,以激光束作为刀具,通过激光逐层熔化沉积,实现了零件的“近终成形”。增材制造技术实现了零件的无模具制造,具有材料利用率高、机械加工量小、数控加工时间短、生产成本低、制造周期短、柔性高效等点,给机械加工带来巨大变革,将传统的“制造引导设计、制造性优先设计、经验性设计”的设计加工思路引领到全新的“设计引导制造、功能性优先设计、最优化设计”设计加工领域,给未来的零件设计加工带来了更宽广的明天。随着增材制造技术的不断发展及技术的不断突破,研制零件的力学性能、疲劳性能等不断提高,其在工业领域,特别是航空航天领域必将具有非常广阔的应用前景。

  本文共有参考文献23篇,因篇幅所限,未能一一列出,如有需要,请向本刊编辑部索取。(作者中航商用航空发动机有限责任公司刘业胜韩品连胡寿丰柴象海曹源责编小城)

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