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3D打印技术应用于航空发动机的研发制造

作者:  来源:  更新时间:2021-06-15 19:11:24  点击次数:

1、提升强度、减轻重量,提高发动机整体性能。

推重比是航空发动机的重要参数指标,减重一直是航空发动机制造的重要目标。目前航空发动机整机通过螺栓或其他接口将零部件或单元体连接,如若采用3D打印一体成型既减少了材料增加了强度,又减少零部件数量从而减轻了发动机的重量,以PW1500G 发动机为例,其采用3D打印技术生产的试验部件比传统工艺制造的该部件重量减轻50%。发动机整体重量的减轻,能够产生更高的加速度,有效增加续航里程,扩大作战半径且降低了飞行成本。


2、降低成本、缩短周期,提升发动机生产效率。

航空发动机中使用的钛合金、镍基高温合金等金属材料价格昂贵,某些材料甚至是稀缺的战略材料。采用传统的加工制造方法,材料使用率较低,一般不大于10%。以某型发动机整体叶片为例,传统制造工艺类似于“雕刻”,材料利用率仅为7%,即意味着93%的原材料被浪费,制造成本高,且加工时间长。而采用3D打印技术直接打印的整体叶盘,材料利用率提高到80%以上,同时制造时间也仅有传统制造的1/20,能够大幅的缩短发动机的生产周期,提高发动机的交付效率。


3、减少环节、降低要求,提升发动机产品质量

航空发动机每台零部件上以千计,组装过程需要上百道工序,且生产和安装对工人生产技能要求较高,如若装配不合理极易引起零部件存在应力产生断裂、间隙过大引起发动机漏气致使性能不合格或由于连接不稳固导致发动机产生振动故障。在某型号发动机故障统计中,由于装配原因导致的故障约占10%,装配工人水平的高低能够直接影响到发动机的整机质量的好坏。采用3D打印的零部件一体成型,降低了工人的技能要求,减少了部分装配环节,避免了人工差错所带来的影响,且结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法,对发动机产品质量有较大提升。


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