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。     

电子束选区熔化成形技术及应用

电子束选区熔化成形技术是一种以电子束为热源的金属材料增材制造技术,可成形具有复杂形状的高性能金属零部件,在航空航天、生物医疗、汽车制造等领域有着广阔的应用前景。简要介绍了电子束选区熔化成形技术的基本原理,综述了不同粉末材料电子束选区熔化成形组织与性能研究现状、电子束选区熔化成形过程数值模拟方法、电子束选区熔化成形技术的应用,最后指出改进技术迫切需要解决的问题并展望其未来发展趋势。     

选区熔化过程多尺度多物理场建模研究进展

选区熔化技术是一种基于粉末床的、能够精确成形复杂零件、调控微观组织和性能的金属增材制造技术,其成形过程的计算机模拟对于生产实践具有重要指导意义。综述了国内外的研究现状,首先介绍选区熔化技术的原理及其特点;然后介绍国内外对选区熔化过程已经开展的计算机模拟技术的研究进展;并进一步重点介绍针对电子束选区熔化过程的多尺度多物理场模型,主要包括:(1)微观尺度电子束与材料相互作用的能量吸收模型;(2)细观尺度从铺粉到粉末加热、熔化、流动、沉积成形全过程的模型;(3)宏观尺度零件成形过程模型。     

增材制造钛铝合金研究进展

钛铝合金具有轻质、高强、耐高温等优异特性,在航空领域,特别是在航空发动机涡轮叶片上具有重要应用价值。然而,钛铝合金的室温脆性大、热变形能力低,使得采用传统的锻造、精密铸造、粉末冶金等技术均难以制造具有复杂形状,特别是具有内部空腔结构的钛铝合金叶片,限制了其性能的进一步提升。增材制造技术能够突破形状的制约,有望发展成为制造钛铝合金复杂结构零部件的新技术。目前,应用于钛铝合金的增材制造技术主要有电子束选区熔化、选区激光熔化和激光金属沉积。本文调研了增材制造钛铝合金领域2010~2020年的文献,对上述3类增材制造技术的原理和特性、所使用合金粉末的特性、打印构件的相组成、组织形貌和热处理工艺、宏观和微观力学性能及其在航空领域的应用等研究进行了对比分析和评述,并对增材制造钛铝合金发展中所存在的问题及下一步研发重点进行了总结和探讨。     

航空材料增材制造特征和影响要素

在航空领域,金属增材制造目前主要有五种方法:激光选区技术、激光直接沉积成形技术、电子束选区技术、电子束熔丝技术、电弧熔丝技术.飞机和发动机由于追求大载荷、高可靠、长寿命,因而要求材料要轻质、高强、耐高温,结构要低缺陷、高稳定性.而材料在追求轻质、耐高温、高强的同时,往往导致低塑性和高热裂纹敏感性,这将降低材料的焊接性能.     

TiAl合金粉床电子束选区熔化成形研究进展

粉床电子束选区熔化成形是增材制造脆性TiAl合金复杂构件的理想技术。从原料粉末、致密化、化学成分、微观组织、凝固及相变、后处理、力学性能、成形精度与表面粗糙度等几个方面综述了粉床电子束选区熔化成形TiAl合金的研究现状,对目前存在的问题及应对措施进行了评述,并对其未来研究方向进行了展望。     

激光选区熔化成形TC4钛合金的电子束焊接气孔缺陷控制研究

激光选区熔化(SLM)增材制造技术常用于格栅、腔体结构、燃烧室组件等航空、航天、兵器领域复杂小型零件的制造.为了适应大尺寸零部件的制造,较为理想的方案是采用分段增材成形+拼焊连接的方案,针对SLM成形TC4钛合金进行了电子束焊接工艺验证研究,分析了SLM成形材料焊接气孔缺陷及其产生原因,探讨了不同焊接工艺对气孔缺陷的改...     

商用航空发动机转子部件的电子束焊接

现代商用航空发动机具有长寿命、高可靠性等要求,这对电子束焊接头的设计、制造及检测均提出了更高的要求。介绍了航空发动机转子部件电子束焊接结构及接头设计形式、检测要求,指出了针对商用航空发动机转子电子束焊需开展的研究工作。     

电子束焊接在原苏联航空发动机制造中的应用

本文概述了电子束焊接在原苏联航空发动机制造中的应用;重点阐述了60kV、15kW真空电子束焊机的特点及转子部件的电子束焊接。     

高能束流加工技术在航空领域的应用进展

以激光/电子束为代表的高能束流加工是航空装备研制中不可或缺的技术,也是当今先进制造技术发展的前沿领域。本文分别介绍了高能束流加工技术在航空结构的焊接、增材制造、表面改性中的应用：激光/电子束焊接实现了飞行器大尺寸机身结构与航空发动机结构的整体化。激光/电子束增材制造实现了复杂结构的轻量化与快速成形,并广泛应用于发动机叶片修复。在表面改性方面,激光冲击强化大幅改善了航空结构的疲劳性能;超快激光可用于涡轮叶片气膜孔的高精度制备以及表面微纳功能结构的制备;电子束加工出的表面尖峰大幅提升了金属-复材接头的强度。最后,从新材料、新结构、加工过程质量监控这3个方向对高能束流加工技术的发展趋势进行了展望。     

声音

<正>真空电子束焊接技术是当今先进焊接技术之一,在航空、航天制造领域中作为永久的连接技术,越来越得到认可和广泛应用。当今先进的以及新一代发动机均需采用电子束焊接技术进行制造;除此以外,电子束焊接技术不断扩大应用领域,目前逐渐应用到飞行器结构的制     

金属构件选区激光熔化成形技术

金属构件由粉末直接成形是快速成形技术的发展方向.现阶段已有的金属粉末直接快速成形技术主要有选区激光烧结、激光熔覆和选区激光熔化的3种工艺.前两种方法不能直接制造出可直接使用的达到一定尺寸精度和表面粗糙度要求的金属构件.选区激光熔化方法利用直径30～50μm的聚焦激光束,把金属或合金粉末选区逐层熔化,堆积成一个冶金结合、组织致密的实体.其外形不需进一步加工,经抛光或简单表面处理就可直接作模具或工件使用.本文对现阶段国内外快速成形金属零件的主要的3种工艺方法进行简要评述,着重介绍选区激光熔化技术的设备和工艺的研究现状和发展前景.     

航空钛合金零件激光选区熔化3D打印技术应用的关键基础研究

以TC4钛合金航空零件为研究对象,开展了激光选区熔化3D打印技术的模型CAD优化设计、成形工艺参数设计、后处理技术等应用关键基础研究,对影响3D打印质量控制的各个环节进行了分析,提出了航空钛合金零件激光选区熔化3D打印技术产业化的建议。     

航空钛合金零件激光选区熔化3D打印技术应用的关键基础研究

以TC4钛合金航空零件为研究对象,开展了激光选区熔化3D打印技术的模型CAD优化设计、成形工艺参数设计、后处理技术等应用关键基础研究,对影响3D打印质量控制的各个环节进行了分析,提出了航空钛合金零件激光选区熔化3D打印技术产业化的建议。     

电子束焊接在航空发动机制造中的应用

在航空制造业中,电子束焊接技术的应用,大大提高了飞机发动机的制造水平,使发动机中的许多减重设计及异种材料的焊接成为现实,大大提高了发动机的性能和制造水平,同时为许多整体加工难以实现的零件制造提供了一种加工途径。     

航空特种焊接技术的创新发展

<正>航空特种焊接技术是现代飞行器及其动力装置制造的主导工艺之一。熔化焊、钎焊、固相焊(扩散焊、摩擦焊)等专业技术的创新发展,为飞机、发动机的设计师们提供了创新思维的空间,保障了复杂构件、新材料、高性能、长寿命航空产品的安全服役。航空特种焊接技术正在为航空结构整体化制造开拓着新的发展     

读来读往

<正>近年来,国家对航空发动机的投入不断增加,带动了行业的快速发展。中国在航空发动机的研制方面已经积累了丰富的经验,具备了相当的实力。未来,随着航空发动机重大专项的落地,航空发动机行业将进入高速发展的阶段。本期发动机专刊,为您解读国内外先进发动机的发展及其关键制造技术。本期中,专稿由南京航空航天大学张天宏教授讲述了航空发动机控制系统的实时仿真技术;封面文章介绍了DMG MORI航空发动机的先进解决方案;论坛探讨了航空发动机关键制造技术;"整体叶盘加工"、"机匣加工"、"叶片制造"专题从发动机的关键零部件出发,分析了航空发动机技术的发展及应用情况……     

电子束焊接技术在航空工业中的应用

简述了航空工业电子束焊接设备的现状及电子束焊接技术在航空飞机和发动机上的应用;总结了电子束焊接技术在国内成功应用的体会;并分析了今后一段时间内我国航空领域开展电子束焊接技术的工作重点.     

李志强 航空制造技术专家

<正>近年来,3D打印绝对是个热门话题,作为航空制造领域的专家,您对于增材制造技术如何理解,未来发展趋势会怎样?李志强:3D打印是大众媒体的说法,专业人士叫增材制造。客观上讲3D打印并不是一项全新的技术,因为在四五十年前采用激光、电子束熔化金属就已经能够实现了。目前之所以出现这个热潮,从技术角度讲,主要是信息技术的进步推动了这项技术的快速发展,由于对数据的处     

电子束焊接工艺应用于某型发动机关键件取得成功

电子束焊接工艺应用于某型发动机关键件取得成功由中国航空工业总公司下达，北京航空工艺研究所、西安航空发动机公司等单位共同承担的某型发动机高压压气机盘鼓及燃烧室薄壁机匣等关键部件电子束焊接项目已按任务和协议全部完成，研制的电子束焊发动机部件通过了地面和高...