航空发动机叶片用陶瓷型芯的光固化增材制造研究现状

随着对高推重比和高效率航空发动机日益增长的需求,发动机叶片正朝着复杂空心结构的方向发展,而这对高性能复杂结构的陶瓷型芯提出了更高的要求.与此同时,基于光固化原理的增材制造技术可以实现无模具条件下的高精度、快速以及综合性能优异的陶瓷型芯制备.然而,目前基于光固化增材制造的陶瓷型芯制备工艺依旧面临控制尺寸精度、优化脱脂烧结...     

高温涡轮叶片陶瓷型芯模具的计算机辅助制造

增大高温涡轮叶片的冷却面积可改善冷却效果,以大大提高发动机的推力。目前高温涡轮叶片多采用冷却型腔代替冷却型孔。制造陶瓷型芯,模具是关键,因为该模具型腔构型十分复杂,以致采用常规的机械加工方法,甚至常规的数控加工方法都难以完成。我们采有计算机辅助程序设计、数控刨铣的综合工艺,和过一年多的研制,完成了陶瓷型芯模具的试制工作。     

陶瓷零件增材制造技术及在航空航天领域的潜在应用

陶瓷零件因其强度高、密度低、耐高温及耐腐蚀等特点在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而,陶瓷零件的传统制造方法存在周期长、成本高、依赖模具且难以制造复杂结构等问题,极大限制了陶瓷零件在航空航天领域的应用。增材制造技术是一种基于"离散-堆积"成型原理、由三维数据驱动直接制造零件的方法。与传统制造方法相比,增材制造技术具有设计自由度高、产品研发周期短、制造成本低等优势,可以无需模具快速制造复杂结构陶瓷零件。在简要阐述增材制造原理和特点的基础上,系统地分析了采用三维打印、激光选区烧结、激光选区熔化、熔融沉积造型、分层实体制造、光固化成型等技术制造陶瓷零件的研究现状及存在的问题。最后,对陶瓷零件增材制造技术在航空航天领域的潜在应用进行了分析与展望。     

气动钣金快速成形机的研制

针对电动钣金成形机制造成本高、效率低、易产生死点的问题,提出一种采用气液增力装置代替液压传动系统的气动钣金成形机设计方案。气液增力装置采用精密气压转换阀控制,实现行程平稳控制和加工成形过程平稳加载,显著提高了生产效率;配套研制的多种无齿收缩成形模具,可加工不同形状钣金件并获得更好的表面质量。该技术在钣金快速成形方面的研究处于国内领先水平,已获得3项国家专利。     

定向空心叶片的陶瓷型芯

随着发动机叶片冷效的提高，用于制造空心叶片的陶瓷型芯必须承受结构复杂、工作条件苛刻的压力。本文着重阐述了几种用于定向空心叶片陶瓷型芯材料的组成、性能及成形工艺特点。     

手动液压增力虎钳 夹紧力的测具

手动液压增力虎钳是一种比较先进而简单的液压夹紧装置。它虽属液压增力,但无需油泵和各种液压阀。其结构紧凑、可靠,是钻、铣、刨床上省力的通用夹紧装置。我厂     

增材制造——面向航空航天制造的变革性技术

增材制造技术在航空航天应用方面具有单件小批量的复杂结构快速制造优势,未来将向着设计、材料和成形一体化方向发展。分析了增材制造在航空航天领域应用发展的3个层面,以航空发动机涡轮叶片增材制造、高性能聚醚醚酮（PEEK）及其复合材料、连续纤维增强树脂复合材料及太空3D打印为主题,介绍了增材制造技术国内外以及西安交通大学的研究状况。涡轮叶片应用增材制造工艺可以有效提高效率降低成本,未来向高性能的高温合金和陶瓷基复合材料增材制造技术发展。高性能轻质聚合物PEEK及其复合材料增材制造在高力学性能结构件、吸波功能件的成形中得到应用,将改变现有的设计与材料,推动结构与功能一体化发展。连续纤维复合材料增材制造将带动无模具纤维复合材料成形的新发展,在太空3D打印将改变未来航空航天制造模式。增材制造技术将给航空航天制造技术带来变革性发展。     

型芯型壳一体化空心涡轮叶片制造方法

基于光固化快速成型原型的空心叶片内外结构一体化制造方法是目前快速成型技术中,成型精度最高的快速成型方法.该方法可以成型任意复杂的、具有空间交错特征的叶片内腔,型芯型壳同时成型,无需设计制作型芯压制模具和蜡模模具;同时,型壳通过凝胶注模一次成型,可以直接成型气膜孔.这些都是传统熔模铸造所没有的特点.     

注射成型水溶性陶瓷型芯技术

水溶性陶瓷型芯对于内腔结构复杂和高尺寸精度的合金铸件的精密铸造成型起着十分关键的作用。本文系统介绍了近年来国内外水溶性陶瓷型芯注射成型技术的研究进展,并重点分析了对关键工艺过程如增塑剂制备、黏结剂和陶瓷粉体组分和粒径的选择、混料工艺优化、注射成型关键参数、脱脂烧结及防水处理等对型芯微观结构、质量和性能影响,为高性能水溶性陶瓷型芯的研制提供技术指导。最后,在总结现有技术特点的基础上,分析了未来水溶性陶瓷型芯注射成型技术的发展趋势,特别是新兴的纳米材料和技术以及计算机模拟技术,将为高性能和低成本型芯的研制提供必要的支持和保障。     

精铸中石英玻璃陶瓷型芯质量的控制

用精密铸造方法生产空心涡轮叶片,特别是复杂型腔的空心叶片,陶瓷型芯的制造是一个十分重要的环节。我们采用以石英玻璃为基础的热压注法成型工艺制造高压导向叶片的陶瓷型芯,利用正交设计方法进行试验,以求找到较合适的材料配比和工艺方法,使型芯具有足够的常温和高温性能,较低的线收缩率及最小的裂纹倾向。通过试验,取得了以下方案配比: 型芯成份石英玻璃粉 75％熟料 15％铝矾土陶泥 8％氧化钛 2％石英玻璃粉粒度 40小时球磨     

织物覆盖橡胶波纹软管制造技术研究

由于抽芯困难、织物起皱或断裂，传统的橡胶模压成型技术无法成型织物覆盖橡胶波纹软管。本文通过研究模具结构和制造工艺，介绍了一种无型芯反加压模塑成型导管柔性连接采用耐高压（工作压力〉0．2MPa）和耐空气的气密织物覆盖橡胶波纹软管反加压技术。     

喷涂成形工艺

最近由福特科学研究实验室开发了一种高速成形工艺 ,称为喷涂成形 ,它可以在陶瓷模具上喷涂溶化的金属 ,形成冲压模。这种工艺不仅可以节省时间 ,而且还能节约成本 2 5%。使用传统方法制造的工具和模具不仅昂贵而且耗时。喷涂成形快速成形模具减少了许多加工步骤 ,从12道工序减为 5道工序。使用喷涂成形工艺制造飞机模具将节省资金上百万美元 ,制造时间减少几个月喷涂成形工艺     

涡轮叶片复杂内腔的模具设计

阐述承模具设计中对复杂内腔无法用金属型形成成时采用陶瓷型芯，在陶瓷型芯模设计中采用多愉结构和圆锥面锁紧新的工艺方法。     

航空装备电子束增材制造技术发展及路线图

增材制造技术在航空装备领域具有广泛的发展前景。作为重要的金属增材制造工艺方法，电子束增材制造正处于快速发展阶段。电子束熔丝增材制造技术可满足航空大尺寸结构件的快速低成本制造，并可用于高价值零件的修复。电子束选区熔化增材制造技术在复杂结构以及难熔合金制件的制造方面具有显著优势。本文在对国内外电子束增材制造技术现状和发展趋势分析的基础上，从发展需求、目标、共性关键技术、应用、战略支撑与保障5个方面综合分析，绘制了面向2035年的航空装备电子束增材制造技术路线图，以期为航空装备电子束增材制造技术发展提供参考。     

面向复材构件的临时紧固件安装工艺测试与验证装置设计

临时紧固件过大的夹紧力会给复材孔周带来损伤,严重影响结构的静态承载及动态疲劳性能,航空复材装配现场需要对临时紧固件的安装夹紧力进行控制。因此针对临时紧固件气动安装工具输出扭矩的波动性特点,设计了一种面向复材构件的临时紧固件安装工艺测试与验证装置,以探讨其安装工艺与夹紧力之间的关系。通过电气比例阀控制气动安装工具的输入气压,通过扭矩传感器和夹紧力传感器监测临时紧固件安装过程中的扭矩和夹紧力。对所搭建的装置进行了测量系统分析,利用皮尔逊相关系数公式验证了其重复性,并用Bessel公式计算了其不确定度。结果表明,所设计的装置可以用于复材构件临时紧固件的安装工艺测试与验证。这将为航空复材装配现场的临时紧固工艺的制定提供方法和依据。     

超高温氧化物陶瓷激光增材制造及凝固缺陷控制研究进展

超高温氧化物陶瓷具有优异的高温强度、高温结构稳定性、抗氧化和耐腐蚀性能,有望成为极端高温氧化环境下长期服役的新型高温结构材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。以激光选区熔化和激光近净成形为代表的激光增材制造技术具有高效快速、柔性制造、近净成形等特点,近些年来逐渐应用于超高温氧化物陶瓷的制备并成为该领域的研究热点。本文概述了激光选区熔化技术和激光近净成形技术的原理和特点,从工艺优化、高温预热、超声振动辅助和掺杂4个方面详细阐述了激光增材制造超高温氧化物陶瓷凝固缺陷控制的研究进展,并在文末展望了本领域未来的发展趋势和研究重点。     

关于叶片陶瓷型芯研制与生产专业化的思考

对航空发动机涡轮叶片陶瓷型芯的需求及材料、结构和工艺进行了分析,提出了陶瓷型芯研制与生产专业化问题的看法和建议。     

基于增材制造技术的复杂结构模具数字化制造方法

<正>相比模具传统制造方法,增材制造技术可以实现任意复杂结构模具的快速制造,在单件或小批量生产用模具制造过程中,具有制造成本低、周期短的优势,因此广泛应用于模具制造业。模具是现代工业生产中的重要装备,其制造水平直接决定产品的质量、效益和新产品的研发能力[1]。传统模具制造的方法很多,如数控铣削加工、成形磨削、电火花加工、线切割加工、铸造模具、电解加工、电铸加工、压力加工和照相腐蚀等[2]。但是,     

先进陶瓷黏结剂喷射增材制造技术发展与展望

在过去的20年中,陶瓷黏结剂喷射增材制造技术已经成为制造复杂陶瓷构件的一种革命性方法,特别是在航空航天、生物医疗、电子信息等多个关键领域展现出显著的应用潜力与价值。本文全面回顾了此技术的基础原理、材料选择、工艺流程、性能特征及制造缺陷,并针对未来的挑战和目标进行了深入展望。文中首先详细概述了该技术的成型原理,对其与其他增材制造工艺的优势和局限进行了对比分析;然后综合总结了国际研究进展,重点包括陶瓷粉末的性能与处理、黏结剂的配置与其在粉床中的动力学行为、工艺参数的调整与后续致密化工艺,并讨论了这些因素如何影响初坯和最终制件的密度、孔隙结构、组织特性及性能;最后,基于现有研究成果和应用局限,本文对粉末原材料、黏结剂的设计、工艺参数优化等方面提出了前瞻性的发展建议。本篇综述旨在为理解和应用陶瓷黏结剂喷射增材制造提供全面的科学研究和工程实践指导。     

基于3D打印技术的预研涡轮叶片精铸蜡型快速制造方法

针对航空预研涡轮叶片制造成本高、周期长等问题,提出一种基于光固化成型技术的涡轮叶片快速制造方法。根据涡轮叶片的结构特点设计蜡模模具及其冷却结构,采用光固化成型技术制造模具型壳和内植冷却流道,基于凝胶注模方法将氧化铝等陶瓷粉末填充于模具内腔,实现了涡轮叶片蜡模模具的快速制造;基于ANSYS模拟研究了蜡模模具和蜡模温度场分布;采用三坐标测量分析了涡轮叶片精度。研究结果表明:随形冷却流道明显改善了蜡模温度场的均匀性,缩短了蜡模的冷却时间,提高了蜡模的制造质量,金属涡轮叶片尺寸精度达到CT4~CT5等级,表面粗糙度Ra达到4.97μm,相对于金属模具制造方法,显著缩短了预研涡轮叶片的制造周期,大大降低了制造成本。