金屬增材制造技術(shù)在生產(chǎn)航空航天復雜結(jié)構(gòu)、高性能的大尺寸零部件時具有先天優(yōu)勢。航空航天設(shè)計師基于增材制造工藝原理，可以實現(xiàn)空天零部件專用材料設(shè)計，零件典型結(jié)構(gòu)、復雜結(jié)構(gòu)的集成優(yōu)化設(shè)計，滿足空天零部件的輕量化減重需求、耐高溫高壓等工況的要求，并在保證零件質(zhì)量性能的同時實現(xiàn)零件快速研制和驗證。而整個研制過程定義了新的工藝路線，甚至驅(qū)動產(chǎn)生了新的裝備。鉑力特協(xié)助客戶研制一款新產(chǎn)品時，能夠從優(yōu)化設(shè)計、原材料開發(fā)、裝備開發(fā)、定制化產(chǎn)品方案設(shè)計、檢驗檢測等方面，為客戶提供全套解決方案。

▲ 鉑力特中介機匣展品

以鉑力特在2023 TCT 亞洲展首次發(fā)布的航空發(fā)動機中介機匣為例。中國航發(fā)渦輪院和西北工業(yè)大學聯(lián)合開展中介機匣拓撲優(yōu)化設(shè)計，鉑力特的產(chǎn)品和優(yōu)化團隊提供增材制造工藝支撐，并最終完成產(chǎn)品工藝實施。中介機匣是航空發(fā)動機中重要的承力框架，作為發(fā)動機與飛機的連接承力支點，將推力傳遞至飛機，并將風扇后的氣流分配到內(nèi)、外涵道，對發(fā)動機的安全、性能有直接影響。

研制材料

在專用材料方面，鉑力特根據(jù)零件的實際服役條件，選用了鈦合金B(yǎng)LT-TA15材料。TA15具有高強度、良好的耐腐蝕性和優(yōu)異的綜合性能，是航空航天領(lǐng)域中應用最廣泛的鈦合金之一。鉑力特針對TA15進行工藝優(yōu)化，BLT-TA15解決了該材料成形易開裂的問題，可以在高溫高壓的環(huán)境下長期使用，與高溫合金相比，可以在保證中介機匣高性能的同時，實現(xiàn)零件的顯著減重。

方案策劃

中介機匣外形尺寸為1349mm×1357mm×328mm，具有尺寸大、結(jié)構(gòu)復雜、壁薄的結(jié)構(gòu)特點,制造難度非同一般。傳統(tǒng)的制造方法是將復雜結(jié)構(gòu)分解為十幾個甚至幾十個較為簡單的結(jié)構(gòu)件進行制造,再利用焊接或鉚接等方式連接成整體結(jié)構(gòu)，或者采用鑄造工藝進行制造生產(chǎn)。由此制造的中介機匣結(jié)構(gòu)鋼性較低,大量焊縫和鉚釘增加了結(jié)構(gòu)重量,制造過程質(zhì)量控制難度大而且復雜,制造周期長。鉑力特對零件進行優(yōu)化設(shè)計，將內(nèi)外四層及支板結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，機匣壁面貼附自成形加強筋結(jié)構(gòu),不僅能減輕結(jié)構(gòu)重量,還可以顯著提高結(jié)構(gòu)剛性,簡化加工裝配過程。

▲鉑力特增材制造裝備

鉑力特于2023 TCT亞洲展上首次面向市場發(fā)布的BLT-S1500裝備主要用于一體成形機匣、圓轉(zhuǎn)方、噴管等大尺寸回轉(zhuǎn)體類零部件。BLT-S1500的成形尺寸為1500mm×1500mm×1200mm（W×D×H），滿足常見的機匣、圓轉(zhuǎn)方、噴管等零件的一體化成形需求。BLT-S1500配置26個激光器，在光學一致性、拼接精度和拼接穩(wěn)定性的保持、流場方案和鏡頭保護方案等方面均進行了優(yōu)化，在縮短生產(chǎn)周期的同時，保證機匣薄壁、點陣以及其他復雜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量精度要求，最終成形零件壁厚僅2mm，零件質(zhì)量性能順利通過客戶驗證。

金屬增材制造技術(shù)提高了空天零部件設(shè)計自由度和產(chǎn)品研制迭代速度。然而，基于增材制造工藝原理設(shè)計空天零部件仍處在一個初級階段。鉑力特表示，將不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，從為金屬增材制造而生的設(shè)計、材料、裝備、工藝路線、高效生產(chǎn)方案等方面為空天領(lǐng)域客戶提供全套解決方案，幫助更多客戶實現(xiàn)空天零部件的重新構(gòu)型設(shè)計與批量生產(chǎn)。

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原文鏈接

（來源3D科學谷）

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