華曙高科3D打印渦噴發(fā)動機轉(zhuǎn)子件，通過10萬轉(zhuǎn)/次臺架實驗

2017年2月20日，南極熊獲悉了一個令人振奮的消息，華曙高科在國內(nèi)成功實現(xiàn)了3D打印技術(shù)在發(fā)動機靜子、轉(zhuǎn)子類零件上的直接應(yīng)用性驗證，有望突破航空渦噴發(fā)動機的制造技術(shù)瓶頸。在臺架試驗測試環(huán)節(jié)，用傳統(tǒng)工藝制造的渦噴發(fā)動機轉(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)動機零件順利通過10萬轉(zhuǎn)/分鐘的測試實驗，目前正在改裝更高轉(zhuǎn)速的試驗平臺，下一步將對航空發(fā)動機進行整體設(shè)計優(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)動機的整體使用壽命。

▲ 航空渦噴發(fā)動機效果圖

▲ 華曙高科3D打印渦噴發(fā)動機轉(zhuǎn)子件

本次試驗的成功為發(fā)動機關(guān)鍵零部件的整體設(shè)計優(yōu)化提供了充分的技術(shù)論證，實現(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)動機的整體機械性能。在即將開幕的3D打印行業(yè)盛會——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)動機模型亮相N5館G20展位。

華曙高科以新型發(fā)動機渦輪泵研制為背景，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冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計、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)計的束縛，實現(xiàn)了復(fù)雜狹長內(nèi)通道轉(zhuǎn)子類結(jié)構(gòu)設(shè)計制造，使同類結(jié)構(gòu)零件的換熱冷卻效果提升了90%。

同時，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，屈服強度提高近1倍，拉伸強度提高近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展會現(xiàn)場展示金屬3D打印全過程

更多關(guān)于3D打印應(yīng)用解決方案，請蒞臨2017 TCT亞洲展G20華曙高科展臺！3月9日下午，華曙高科精心打造的"3D打印創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化論壇"還將特邀航天系統(tǒng)重量級嘉賓分享3D打印在航空航天的應(yīng)用案例，敬請期待！

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