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俄科学家利用3D技术打印涡轮机和燃烧室

发布时间:2019-01-11 11:06:55 阅读: 来源:隔膜泵厂家

俄科学家利用3D技术打印涡轮机和燃烧室增材制造技术(即3D打印技术)是目前全球增长快的创新制造行业,是衡量一个国家工业发达程度的独特的现实指标。在俄罗斯实施高技术产业进口替代和进口赶超的国家战略的时间节点上,萨马拉国立航空航天大学(下称:萨航大)的科学家在实验室中研发出一项航空工业零部件3D制造技术,原理是使金属粉末在特殊的3D打印机上进行烘焙得到相应零部件。

萨航大增材制造技术实验室主任维塔利?斯梅洛夫指出,采用材料烘焙技术能够制造出各类工具、模具、发动机零件、卫星部件、火箭零件等多种构件。萨航大实验室中采用新技术造出的第一批零件涉及发动机领域。萨航大采用增材技术生产出的样品将被用来测试零件的参数。选取了飞行器发动机系研制的小尺寸发动机零件的3D模型作为基础,并选择了其重要的部件燃烧室和涡轮机进行初始测试。通过软件设置其融接模式和载体类型。每个零件的制造耗时约10小时。由金属制成的燃烧室和涡轮机经过台架试验后即可用于真正的发动机。通过烘焙生长出来的试验零件,还需要按照发动机自身的结构进行修正,以便得到更的操作参数。由于航空航天技术产品不但载荷重,而且结构复杂、工艺难度大,因此零件的制造要求更为苛刻,而萨航大制造的样件在高温、高压负荷试验中也取得了很好的效果,证明产品具有高品质。

专家认为,作为航空航天和电力工程产品传统制造方法的替代技术,制件在3D打印机上沿金属表面直接生长,在经济上非常划得来。新技术使用金属粉末数量与制造成品部件所需数量完全相同。在传统技术流程中存在制造零件模的环节,而且一个生产周期就达到3-6个月。利用增材技术则可使零件制造时间缩短为48小时左右。由此将带来可以感知的经济效益:降低生产高科技产品的劳动成本、节约材料和加工时间。此外,新技术能够快速改变产品形状从而加速零件制造周期。毕竟,现代生产的特点是产品更新换代相对较快。这通常不是指影响产品功能质量的基本组件的改变,而是指壳体元件、装饰元素等外观设计的改变。因此在很多情况下,使用昂贵的模具工具的必要性不复存在。

关于未来的研究方向,据斯梅洛夫透露,为解决短期内获得新设备的物理原型及批量生产问题,萨航大的科学家已经开始启动复合材料制件的选择性激光烧结过程的开发和研究工作,并试图研发出能够采用直接激光生长技术制造飞机发动机复杂零部件的3D打印设备。

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