北航王华明教授3d打印飞机发动机技术

问答
2013
01/18
09:23
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设备的两个最关键部件~~一个是德国的~~一个是西班牙的~~其中西班牙的可以用国内产品替代~~但德国那个没有替代品~~所以王才会在最后讲那段话这个应该不泄密吧。要严防间谍窃取相关的关键技术啊!翼身一体成型技术解决了,甚至未来机体一体成型也能实现;

北航王华明教授3d打印飞机发动机技术

北航王华明教授3d打印飞机发动机技术


  发动机叶片900度的疲劳强度比第二代单晶高40%;
  起落架超高强度钢疲劳强度比锻件高20%。
   要是能做出高性能的航空发动机就牛了!照这么发展下去,我中国还是有希望在高技术领域里和美国一较高下的~
  这样看发动机的问题已经攻克了最大的瓶颈
  翼身一体又可大幅降低飞机重量
  其实TG五代机目前最大的瓶颈是发动机
  其它的飞控、航电、雷达、武器与MD的差距都不太大 看过。好像是使用材料磨成粉。然后进行3D打印成模具。现在的应用面还太宰!!!!不过发展下去就不得了
   ,看了这个视频KC很红。听他讲盘子沿半径方向材料可以不同,从这里能推测出咱们的盘子应该是从中心向外生长,而不是0到H定积分。所以工作面很小,没准很多问题就好解决了。 这个理论是美国人提出的。美国也在发展。。。
  是由无到有的概念做零件,现在的数控是由有到无做零件。。。
  一个做加法。
  一个做的是减法!!!该技术是一种“变革性”的数字化、先进“近净成形”技术,为大型钛合金结构件的低成本、短周期、近净成形制造提供了一条新的技术途径,在先进战机、大型飞机、高推重比航空发动机、重型燃气

轮机等重大工业装备的研制生产中具有重要的应用前景。

2001年美国AeroMet公司开始为波音公司F/A-18E/F舰载联合歼击/攻击机小批量试制发动机舱推力拉梁、机翼转动折叠接头、翼梁、带筋壁板等机翼钛合金次承力结构件。2002年制定出了“Ti6Al4V钛合金激光快速成形产品”宇航材料标准(ASM 4999)并于同年在世界上率先实现激光快速成形钛合金次承力结构件在F/A-18等战机上的验证考核和装机应用。然而,令人遗憾的是,由于未能有效解决激光快速成形大型钛合金结构件内部质量和力学性能控制等关键技术难题,其激光快速成形Ti6Al4V等钛合金结构件,即使再经热等静压(HIP)、开模锻造(open-die forging)等后续致密化加工,其疲劳等关键力学性能仍然显著低于钛合金锻件(如图1所示[2],优于铸件而低于锻件),难以取代锻件实现其在飞机主承力构件上的应用,AeroMet公司最终于2005年12月被迫停业关闭

在解决激光成形过程中零件严重“变形开裂”和内部缺陷和内部组织”控制等长期制约该技术发展的重大“瓶颈难题”上,除北京航空航天大学取得了可喜突破外,国内外迄今一直未能取得实质性进展,致使目前大型金属构件激光快速成形技术研究在国际上落入“低潮”,国际上大部分从事激光快速成形技术研究的单位大多转向零件“激光修复”领域,这种趋势在今年三月美国激光学会(LIA)举行的激光快速成形研讨会上(LAM’2009)得到充分体现,激光修复成为与会全部24个报告的主要议题。


“十五”期间,北京航空航天大学与沈阳飞机设计研究所等单位“产学研”紧密结合,突破了飞机钛合金次承力结构件激光快速成形工艺及应用关键技术,构件疲劳、断裂韧性等主要力学性能达到钛合金模锻件水平,2005年7月成功实现激光快速成形TA15钛合金飞机角盒,TC4钛合金飞机座椅支座及腹鳍接头等4 种飞机钛合金次承力结构件在3种飞机上的装机应用,成为当时继美国原AeroMet公司之后世界上第二个实现激光快速成形钛合金结构件在飞机上实际装机应用的研究团队。

“十一五”期间,北京航空航天大学在飞机钛合金大型整体主承力结构件激光快速成形工艺研究、工程化成套装备研发与装机应用关键技术攻关等方面取得了突破性进展[8],为有效解决激光快速成形钛合金大型整体主承力结构件“变形开裂”预防、“凝固组织和内部缺陷”控制和“力学性能”优化等一直制约该技术发展的 “瓶颈难题”找到了一条新路,主要研究进展为:

1)提出原创性的“热应力离散控制”新方法,为有效突破大型钛合金主承力结构件激光快速成形过程零件严重翘曲变形与开裂“瓶颈难题”找到了一条新路,激光快速成形制造出了单件重量逾50~200 kg的多种大型整体钛合金飞机关键结构件试验件及迄今国内尺寸最大的大型整体钛合金飞机主承

力结构件(图2)并得到装机应用。

2)提出激光快速成形大型钛合金主承力结构件凝固晶粒尺寸、晶粒形态和晶体取向主动控制新方法,实现了对零件凝固组织的主动控制(图3)

3)发明激光快速成形双相钛合金“特种热处理”新工艺,获得综合力学性能优异的“特种双态显微组织”新形态[图4(a)所示],使激光快速成形钛合金的综合力学性能显著提高,疲劳力纹扩展速率

降低一个数量级以上[图4(b)],为提高飞机等钛合金主承力构件的使用安全性和损伤容限性能找到了一条新路。

4)初步突破激光快速成形TA15钛合金大型结构件内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术,飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件,其中,缺口疲劳极限超过钛合金模锻件近50%(图5)、高温持久寿命较模锻件提高4倍(在500℃/480 MPa试验条件下的高温持久寿命,锻造TA15钛合金为48.6 h,激光直接成形钛合金长达235 h)、疲劳裂纹扩展抗力提高一个数量级

5)研制出了具有“原创”关键技术、迄今世界最大的飞机钛合金大型结构件激光快速成形工程化成套装备(零件激光熔化沉积真空腔尺寸达4000 mm×3000 mm×2000 mm),初步建立起全套飞机钛合金大型整体主承力构件激光快速成形工艺规范和配套应用技术标准,研究成果已在飞机

标红字的地方是关键,这个才是关键看点:在解决激光成形过程中零件严重变形开裂”和内部缺陷和内部组织“控制”。。。。。
什么是“控制”?就是能“一切尽在掌握之中”的意思,这其实就是另外一种熔炼技术,与“拉单晶”的做法有异曲同工“之处。
另外,视频一带而过的讲了“要超二代单晶的强度40%”!!!!这已经是天顶星技术了,可见我们的发动机技术已经突破了更高的技术层次。2010年后装机使用的太行再也没有听到发动机叶片断裂的事,而且大胆装机歼十五和歼十五S,真是可喜可贺的很啊!
视频和文章也再次证明,在这项技术上美国已经失去方向,目前还没有突破!这又是一件喜事!大喜


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