歐洲采用電弧增材制造工藝成功制造空間探索鈦壓力容器

來源：航天科技情報(bào)展望

據(jù)了解，由泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）、克蘭菲爾德大學(xué)和Glenalmond Technologies公司組成的團(tuán)隊(duì)成功地制造了用于未來空間探索載人任務(wù)的第一個(gè)全尺寸鈦壓力容器原型。該壓力容器高約1m，質(zhì)量約8.5kg，由鈦合金（Ti-6Al-4V）制成，采用電弧增材制造（Wire + Arc Additive Manufacturing，WAAM）工藝沉積。由于能夠直接從數(shù)字繪圖到最終結(jié)構(gòu)，WAAM將兩個(gè)獨(dú)立的部分集成到一個(gè)部件中，無需長時(shí)間鍛造，并大大減少了機(jī)械加工產(chǎn)生的廢料量。

如果按傳統(tǒng)生產(chǎn)，這種組件所需的原材料將是其最終質(zhì)量的30倍左右。采用WAAM工藝，每件產(chǎn)品節(jié)省了超過200kg的鈦合金（Ti-6Al-4V）。這方面還有進(jìn)一步改進(jìn)的空間，克蘭菲爾德大學(xué)正致力于創(chuàng)新方法，以便更接近最終厚度。在過去十年中克蘭菲爾德大學(xué)一直處于該工藝的領(lǐng)先地位。

由克蘭菲爾德大學(xué)制造WAAM 形狀，然后送到Glenalmond Technologies公司，在那里進(jìn)行應(yīng)力消除、激光掃描、機(jī)械加工和超聲波檢測。最終檢驗(yàn)由Agiometrix進(jìn)行，使用計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT-scan）進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量分析，并使用光學(xué)掃描儀。泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）確保該零件符合機(jī)械要求和規(guī)范。經(jīng)過檢查，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該壓力容器達(dá)到了應(yīng)用技術(shù)和質(zhì)量要求。

該團(tuán)隊(duì)目前正在著手制造第二個(gè)原型壓力容器，目的是對整個(gè)制造周期進(jìn)行微調(diào)，以證明該工藝的可重復(fù)性和可靠性，并推動(dòng)新方法實(shí)施應(yīng)用于飛行硬件。

泰雷茲阿萊尼亞宇航公司增材制造項(xiàng)目研究經(jīng)理Massimo Chiampi表示：“我們正在尋找一種創(chuàng)新的貯箱制造解決方案，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的減材加工生產(chǎn)通常需要很長的交付周期。通過這個(gè)項(xiàng)目，我們證明了WAAM技術(shù)的應(yīng)用提高了我們產(chǎn)品的競爭力。與采購標(biāo)準(zhǔn)鍛造產(chǎn)品所需的數(shù)月時(shí)間相比，一件近凈形狀的產(chǎn)品只需幾天就能完成，而且加工工序也在不斷減少。我們在不放棄所要求的性能的情況下將總交付周期縮短了65％，這在設(shè)計(jì)靈活性方面也帶來了優(yōu)勢，使我們能夠在項(xiàng)目的后期滿足客戶的需求?！?br />
克蘭菲爾德大學(xué)首席研究員、WAAM3D公司首席科學(xué)家Ding Jialuo Ding博士說：“我們開發(fā)WAAM技術(shù)已經(jīng)有10多年了，看到它達(dá)到這種商業(yè)成熟度，我們非常滿意。我們對通過我們的新分拆公司W(wǎng)AAM3D推出這項(xiàng)技術(shù)感到非常興奮。我們也對Glenalmond Technologies所做的工作極為滿意，他們在首次嘗試時(shí)就完美地處理了加工余量有限的零件?！?br />
克蘭菲爾德大學(xué)高級講師、WAAM3D公司首席執(zhí)行官Filomeno Martina博士說：“該零件是使用過去十年開發(fā)的軟件和硬件構(gòu)建的，通過克蘭菲爾德大學(xué)新成立的分拆公司W(wǎng)AAM3D，這些設(shè)備終于可以商業(yè)化了。這讓我們有機(jī)會(huì)在一個(gè)備受矚目的用戶案例上測試WAAM3D的創(chuàng)新解決方案，時(shí)間跨度非常大。我們?yōu)榭颂m菲爾德大學(xué)的自動(dòng)化水平感到自豪。WAAM3D公司將在未來幾個(gè)月向工業(yè)界提供所有這些工具，我們期待這將對工業(yè)大規(guī)模增材制造產(chǎn)生的影響?！?br />
來源：航天科技情報(bào)展望