華曙高科3D打印渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子件,，通過10萬轉(zhuǎn)/次臺架實(shí)驗(yàn)

2017年2月20日,，南極熊獲悉了一個(gè)令人振奮的消息，華曙高科在國內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)了3D打印技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)靜子,、轉(zhuǎn)子類零件上的直接應(yīng)用性驗(yàn)證,，有望突破航空渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)瓶頸。在臺架試驗(yàn)測試環(huán)節(jié),，用傳統(tǒng)工藝制造的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子件在低于10萬轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下破裂,，而華曙高科3D打印渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)零件順利通過10萬轉(zhuǎn)/分鐘的測試實(shí)驗(yàn)，目前正在改裝更高轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)平臺,，下一步將對航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)優(yōu)化,，在保證使用性能的前提性大幅減少零件數(shù)量和拼接工序，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體使用壽命,。

▲ 航空渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)效果圖

▲ 華曙高科3D打印渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子件

本次試驗(yàn)的成功為發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件的整體設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了充分的技術(shù)論證,，實(shí)現(xiàn)了高性能關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的快速制造，顯著提升了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體機(jī)械性能,。在即將開幕的3D打印行業(yè)盛會(huì)——2017 TCT亞洲展上,，工業(yè)級3D打印領(lǐng)航企業(yè)華曙高科將攜金屬3D打印渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)模型亮相N5館G20展位。

華曙高科以新型發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵研制為背景,，針對核心零件開展3D打印技術(shù)應(yīng)用研究,，其3D打印的靜子件與轉(zhuǎn)子件突破了盤軸葉片一體化主動(dòng)冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子類零件激光選區(qū)熔化成型的控形,、控性等關(guān)鍵技術(shù),，解放了傳統(tǒng)工藝對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的束縛，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜狹長內(nèi)通道轉(zhuǎn)子類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造,，使同類結(jié)構(gòu)零件的換熱冷卻效果提升了90%,。

同時(shí)，在104 ℃/s以上的冷卻速度下,，獲得了納米級Si顆粒,，大大提升了工件的力學(xué)性能，屈服強(qiáng)度提高近1倍,，拉伸強(qiáng)度提高近50%,，其鎳基合金的轉(zhuǎn)子件性能與鍛造標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。

▲ 鎳基高溫合金微觀組織與力學(xué)性能數(shù)據(jù)

▲ 鎳基高溫合金微觀組織與力學(xué)性能數(shù)據(jù)

華曙高科成熟的MLS技術(shù)可成功打印金屬鉭,、鈦合金,、718鎳基合金、鋁合金、鎢等高溫合金,，能直接制成傳統(tǒng)工藝方法難以制造甚至無法制造的復(fù)雜金屬終端產(chǎn)品,，致密度最高可達(dá)99.99％，加工零件尺寸精度高,，不僅能大幅縮短新型航空航天裝備的研發(fā)周期,，而且能提高材料的利用率，降低制造成本,，并且優(yōu)化零件結(jié)構(gòu),，減輕重量，減少應(yīng)力集中,，增加使用壽命,。

▲ 全球首款開源可定制化金屬3D打印設(shè)備FS271M將在TCT展會(huì)現(xiàn)場展示金屬3D打印全過程

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雖然晶體微小,，但是依然形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這會(huì)導(dǎo)致一定的脆性,，如果可以破壞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),，性能會(huì)更好