航空航天零部件的製造能力、水平是國家工業技術實力的重要體現。航空航天製造業作為發展潛力巨大和技術門檻較高的高階裝備製造業,具有強勁的產業帶動能力。
近年來,隨著金屬3D列印技術在航空航天零部件研製階段的應用深入,使用金屬3D列印技術進行批次化生產的需求也愈加突顯。特別是近年來,國內外商業航天發展較快,
衛星
技術不斷創新,製造能力不斷提升;
民用航空的新機型產品
迭代加速,這些都對配套產業鏈的
高質量批次製造能力
提出了更高的要求。
本期,3D科學谷將結合鉑力特圍繞整合多年金屬3D列印經驗,不斷進行技術創新,提升工藝,為航空航天零部件的批次化生產提供完備的解決方案,來感受在航空航天製造業高質量批次生產需求的推動下,金屬3D列印技術的深化發展。
鉑力特智慧製造廠房
/ 增材製造效率的發展
由於航空航天零部件的服役條件嚴苛,各部件的材料選擇和零件的效能要求不同,造成了航空航天零部件研發難度大,生產週期長,產品交付難,整機成本高。而利用金屬3D列印技術,可以實現航空航天關鍵元件的快速製造,縮短了測試時間,使得技術迭代和方案驗證時間得以加快,提高了研製效率。經驗證的航空航天零件質量精度一致性好,滿足批次生產的要求。
鉑力特圍繞其“讓製造更簡單,世界更美好”的使命,整合多年金屬3D列印經驗,不斷進行技術創新,提升工藝,為航空航天零部件的批次化生產提供完備的解決方案。
以鉑力特列印的冬奧火炬內飄帶為例,該內飄帶
採用發動機動力原理
,外側帶有變曲面結構紋路,內側存在連線結與火焰燃燒裝置連線。火炬內飄帶零件高度414mm,為異形曲面薄壁結構。所有內飄帶由BLT-S515四光裝置一體列印成形,一爐可列印36件,耗時50個小時完成。內飄帶成品內部及表面緻密無缺陷,稜線完整,均勻一致無斷層等錯位情況,產品外觀無肉眼可見缺陷。
鉑力特3D列印的火炬內飄帶
在2022第十四屆中國航展上,鉑力特將展示
“滿艙批產”的安裝支架
。安裝支架是從
某無人機的零部件
變形設計的展示件,該零件為拓撲最佳化結構,底部為薄壁圓筒狀,頂部為分散筋條狀,
整個零件自成形而未新增輔助支撐
。滿版安裝支架尺寸為250mm×400mm×400mm,重量為4。12kg。
鉑力特滿版3D列印零件:圖左為安裝支架,圖右為支撐框架。
BLT-S400三光裝置列印滿版安裝支架一次可成形40件,而時間僅需83h。零件在水平方向擺滿基板,在豎直方向疊加四層,充分利用了裝置的成形空間。成形的安裝支架零件質量、效能一致性高,尺寸精度良好,展現了BLT-S400
對航空航天零部件的批次生產“降本增效”的能力
。
展示批產工藝能力的
零件滿版支撐框架
也在2022年中國航展中亮相。支撐框架為鈦合金材料、拓撲最佳化結構,主體結構為筋條狀,長徑比大,多處結構成形角度較小,新增樹狀支撐,部分割槽域新增格柵狀支撐,保證結構穩定性。滿版支撐框架尺寸為250mm×400mm×400mm,重量為5。92kg。使用BLT-S400三光裝置滿版一次可成形12件,而僅需40小時。BLT-S400作為旗艦型批產裝置,久經考驗,穩定可靠,其三鐳射配置的成形速度可達75cm³/h,產能更高。
BLT-S800裝置成形尺寸為800mm×800mm×600mm,可
實現10鐳射
同步掃描,最大成形效率可達250cm³/h,為航空航天領域大尺寸零件批次生產需求提供強大支援。這兩臺裝置均將亮相第十四屆中國航展,現場實時列印。
此外,鉑力特大尺寸裝置BLT-S510/S515在
成形高度
上突破了1000mm,最大成形效率可達150cm³/h;BLT-S600實現了
三向600mm大尺寸3D列印
,最大成形效率可達150cm³/h,可以滿足航空航天領域不同尺寸零件的批次生產需要。
/ 增材製造質量的發展
穩定、一致的零件更需要生產過程的質量監控保駕護航。BLT-S系列裝置配備了鋪粉質量監控和三維重建等智慧模組,鋪粉質量監控可以實時監測鋪粉過程,智慧識別多種鋪粉異常並根據資料庫進行修復,保證了成形零件的高質量品質。三維重建可以快速識別成形缺陷,實時顯示已成形部分,便於後期質量回溯。鉑力特還為各型號裝置配備了相應的“輔機全家桶”,可以實現自動送粉和裝置不間斷加粉而無需人員干預,助力裝置高效的粉末迴圈,為批次化生產提速。
批次智造,面向未來。鉑力特表示,將持續運用金屬增材製造技術進行技術革新,為航空航天領域提供更多批次化生產解決方案,為航空航天事業高質量發展提供有力支援,為逐夢星辰提供更多可能。
同時,3D科學谷也期待看到在航空航天量產需求的推動下,金屬3D列印技術不斷地進化。
知之既深,行之則遠。基於全球範圍內精湛的製造業專家智囊網路,3D科學谷為業界提供全球視角的增材與智慧製造深度觀察。有關增材製造領域的更多分析,請關注3D科學谷釋出的白皮書系列。
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