激光立体成形技术的发展现状与趋势
时间:2019-03-25 07:22:10 来源:宁布依族苗族自治农业网 作者:匿名


近年来,激光立体成型技术受到发达国家政府,大型企业和研究机构的高度重视。

作为美国制造业振兴计划“我们不能等待”项目的一部分,美国政府于2013年8月宣布成立了国家增材制造创新研究所(NAMII),这是其第一期政府。而私人投资则为7000万美元。

奥巴马总统强调,建立这个研究所是加强美国制造业的一个步骤。

在2006年由空中客车公司推出的综合机翼ATVP(总资金为3400万英镑的第一阶段)中,英国焊接研究所(TWI)承担起落架激光成形的开发,资本额为400万英镑,TWI是这套成立的两套激光成型设备。

南非工业技术与工业研究所(CSIR)的国家激光中心和南非航空制造公司Aerosud将合作开展Aeroswift项目。

Aeroswift的目标是开发高速,大批量,高性能的金属零件激光添加剂材料制造(LAM)系统,为全球航空业制造钛金属零件,并努力使Aerosud成为下一个全球航空结构材料三年。制造领域的领导者。

Aeroswift的目标是直接加工2m x 0.5m x 0.5m的零件。

为此,南非科技部已投资2800万兰特(约合人民币1712万元),其LAM制造系统有望在2012年底至2013年初完成组建和测试工作,然后开始优化和过程识别,希望在2015年开始全面生产。

波音,洛克希德马丁,通用电气航空发动机,桑迪亚国家实验室和洛斯阿洛莫斯国家实验室,欧洲EADS,英国劳斯莱斯,法国SAFRAN,意大利AVIO,加拿大国家研究所,大型公司,如澳大利亚国家科学研究中心和国家研究机构对激光立体成型技术及其在航空航天工业中的应用进行了大量研究。参与这项研究的世界着名大学众多。

值得注意的是,美国军方已经非常重视这项技术的发展。在其直接支持下,美国在2000年率先实现了这项先进技术。

应用包括先进的飞机轴承结构部件,如钛合金支架,吊耳,框架,横梁等,航空航天发动机零件,如镍基高温合金单晶叶片,战术导弹,卫星和超薄型飞机,如薄壁结构比如导弹。引导壳体,导弹姿态控制系统的氦燃烧室等。

2002年10月,该公司从美国国防后勤局获得了1,940万美元,用于资助AeroMet认证的,可靠的,可靠的钛结构部件,从纯技术研发到军用和民用飞机。激光立体成型制造供应商的转型。

中国在激光立体成型技术领域处于世界先进水平。

1995年,西北工业大学开始提出激光立体成型技术概念,以获得极高(相当于锻造)的性能部件,并已系统地开展激光立体成型技术17年。研究工作形成了完整的技术体系,包括材料,工艺,设备和应用技术。

针对航空航天等高科技领域结构件高性能,轻量化,集成精密成形技术的迫切需求,研究钛合金,高温合金,超高温合金的激光三维成形工艺。已经进行了强度钢和梯度材料,突破了结构件。重量轻,高刚性,高强度,一体成型,应力变形和冶金质量控制等关键技术,优化成型零件的微观结构。

激光成型和修复飞机中的大量关键结构部件,解决了飞机任务发展中迫切需要解决的关键技术问题,为飞机的研制和生产提供了有力的技术保障。

对于大型钛合金零件的激光三维成形,解决了大型零件变形控制,几何尺寸控制,冶金质量控制,系统设备等一系列问题,并试制了C919大型飞机机翼。肋条TC4上下边缘条带构件。这类零件的尺寸为450mm×350mm×3000mm。成形后长时间后的最大变形小于1mm。静载荷力学性能稳定性优于1%,疲劳性能优于同类锻件。先进的飞机结构件激光成型和修复设备可以修复5000mm×600mm×3000mm的零件。

激光组合制造和形状修复广泛用于航空航天工业。

该技术的研究和应用还包括大型机械设备关键部件的高性能快速修复和牙科金属植入物的形成以及医学临床研究。

激光三维成形工艺设备的建设取得了重大突破,在我国商用激光三维成形工艺设备制造方面实现零突破。

截至2012年,西贡大学为航空航天领域的国家大型企业和研究机构以及GE中国研究中心提供了五台激光三维成型和修复设备,并在该领域形成了很大的影响。

在激光立体成型设备方面,国内没有其他单位提供商用激光立体成型设备。

目前,西北工业大学已开发出一系列固定和移动激光立体成型工艺设备。

根据不同的应用特点,分别采用CO2气体激光器,YAG固体激光器,光纤激光器和半导体激光器。成型气氛中的氧含量可控制在10ppm以内,采用浴温,尺寸和沉积高度的实时监测和反馈控制系统。配备自主研发的送料装??置,成型CAPP/CAM及集成控制软件,可实现各种金属材料的无模,快速,近净成型,包括高活性钛合金,铝合金和锆合金复合结构部分。修复再制造。

表1比较了目前具有高技术成熟度的商用激光立体成型设备的主要特征。

可以看出,西北工业大学开发的LSF系列激光立体成型设备的许多指标处于国际领先水平。

成形和修复是激光立体成形技术受到高度重视的发展方向。

值得关注的一个趋势是形式和固定技术。

尽管激光立体成型技术最初主要是作为用于致密金属部件的高性能,快速制造技术而开发的,但是作为高性能形状和修复技术,该行业越来越关注其巨大的技术优势。

除航空航天工业外,机械,能源和船舶领域的大型设备的高性能和快速维修迫切需要激光立体成型技术。据报道,美国采用激光立体成型技术维持军用设备资产40亿美元/年,包括飞机,陆基和海基系统均配备激光立体成型系统。

例如,在高成本的整体叶盘的情况下,近年来,包括美国GE公司,美国H