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发动机-深耕应用|铂力特助力中国航发出品增材制造发动机

发布时间:2019年11月08日

让制造更简单

世界更美好

近日,铂力特使用blt-s310设备制造中国航发增材制造发动机项目的多个零部件,助力其开展发动机零件结构集成化设计研究,实现一体化打印。该设计成果于2019年9月在第十八届北京航展中在中国航发集团展位上展出。

 

 

本项目主要有两个创新点:1. 建立了基于增材制造技术的发动机零件集成化设计技术,通过该集成化技术,研制了一型基于增材制造技术的高度集成化的小型涡喷发动机,零件集成率高达81%,降低发动机装配难度,提高发动机的可靠性和维修性;2. 建立面向增材制造和拓扑优化技术的零件轻量化设计技术,在创新结构空心离心叶轮、空心涡轮轴及空心涡轮盘等优化设计有了重大突破,并采用增材制造工艺实现了空心转子件的加工制备。

 

 

其中,导向器蒸发管组件、尾喷管均为薄壁结构,传统加工方式为多个零件组装而成,现采用3d打印工艺,可直接实现多个零件一体化成形;涡轮轴是空腔结构,铂力特在项目过程中对涡轮轴进行了零件特征识别、设计区域划分、拓扑优化计算和模型重构,实现了整体结构减重约19%;同时,铂力特还完成了离心叶轮、叶轮盘等零部件的增材制造工作,叶轮盘较薄部位的厚度为0.8mm,铂力特采取尺寸补偿控制叶片精度,将偏差控制在0.1mm以内,此叶轮盘零件经超转破裂试验,转速可达到122000r/min。此外,铂力特还在项目中协助解决了叶片及流道的尺寸控制问题。

 

 

blt-s310设备是铂力特面向航天、航空、航空发动机等高端应用,持续更新升级的专业金属3d打印高端装备。设备成形尺寸为250mm*250mm*400mm,扫描速度可达7m/s,成形速度25cm³/h,分层厚度最小仅20μm,可打印钛合金、铝合金、高温合金、钴铬合金、不锈钢、高强钢、模具钢等多种金属粉末。blt-s310设备目前已通过ce认证、atex防爆评估及fda激光安全注册,以高质量、高效率、高稳定性长期服务于航空航天领域应用,受到用户一致好评,是空客与铂力特合作的金属增材制造项目认证机型,于2018年成功出口德国。

 

 

铂力特在整个项目中,充分考虑客户需求及航空发动机在结构、性能、工艺、强度、刚度、重量等各方面的要求,使命必达,开展发动机零件结构集成化、轻量化设计研究,实现复杂零件一体化打印,助力中航发实现“与采用传统加工工艺的发动机相比,发动机本体零件数减少50%以上,发动机本体减轻质量不低于15%”的项目目标。铂力特在航空航天领域的应用已深耕多年,并一直致力于实现航空航天零部件“大尺寸”、“轻量化”、“高强度”、“高性能”及“复杂零件集成化”等目标。除blt-s310设备外,blt-s400双激光双向铺粉设备可为航空航天领域中小零部件制造提供批量化打印方案;blt-s500设备成形尺寸400mm*400mm*1500mm,blt-s600设备突破了四光束联动扫描与拼接等关键技术,成形尺寸600mm*600mm*600mm,可满足大尺寸、高精密零件一体化成形要求;同时,铂力特针对航空航天应用开发的钛合金粉末、新材料参数等也为航空航天领域提供更多设计思路和应用可能。除此之外,铂力特还引进了quintus热等静压设备等国际先进的后处理设备,先后申请并通过iso9001:2015、gjb9001c-2017、as9100d/en9100:2018、四项nadcap认证等质量管理体系认证,以高质量、全方位的后处理和检验检测工序为航空航天等“高精尖”领域应用保驾护航。本文部分信息摘自:

 

汪文君、徐友良、吴雪蓓、李敏、罗潇、米栋、李坚、郭小军《基于增材制造的微型涡轮发动机轻量化设计及试验》[j].航空动力,2019,03:20-22

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