欢迎访问陕西茂坤特金属有限公司网站! 咨询电话:15091143437 13992736102

3D打印飞机起落架和维修钛合金叶片

[ 信息发布:本站 | 时间:2024-01-08 | 浏览:208 ]

飞机起落架是一类受力巨大的部件,为了适应受力大的环境,这些零件采用高强度钢锻造。但是,自从钛合金面世后,飞机起落架逐渐改用钛合金锻件,因为钛合金既有高强度又有低密度,还能降低其质量25%以上,这对航空器来说非常重要。飞机起落架使用的钛合金为Ti-10V-2Fe-3Al,抗拉强度为1190MPa,几乎是7075铝合金的2.2倍,波音B777飞机起落架的许多零件用其锻造。起落架还在使用的Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr合金具有高强度和韧性,但是价格较高。另外,Ti-6Al-4V合金多用于锻造直升机起落架零部件,是应用最广的航空航天器与通用器械钛合金,价格较低,强度和性能较上述的钛合金低。

航空发动机叶片工作条件极为苛刻,不仅温度高,还要承受高压与高速气流冲刷。在“三高”的恶劣环境中工作,航空发动机叶片极易损坏,特别是叶片尖端,因此维修工作量大。据美国《航空周刊》网站2023年9月15日报道,为了减轻维护工作量与延长叶片工作时间,美国奥普托麦克公司(Optomec)和艾克姆机器人系统公司(Acme)约用2年时间共同开发出了维修航空发动机钛合金压气机叶片的自动化工作单元,是世界首创。该维修系统设计制造初衷主要用于修复在发动机使用过程中被磨损的钛合金压气机叶片尖部,同时也可以修复镍基合金叶片尖部和叶片前缘的损伤。该自动化工作单元由3个工位组成,可以进行叶片尖端研磨、3D打印激光熔覆和其后处理,含1个自动托盘装载和卸载站、1个托盘翻转站和1个机器人物料处理系统,还可以配备其他功能,如自动坐标测量机和清洁站。

奥普托麦克公司表示,与传统的修复钛合金叶片工艺如数控机床加工和钨极惰性气焊接(TIG)相比,该自动化工作单元具有一系列优点:完成叶片精加工的速度约比数控机床精加工或手工精加工的快3~4倍;与手工工艺相比,维修的质量更加稳定;成本降低70%以上,不用手工焊接和人手精加工,维修质量大幅提高。奥普托麦克公司表示,利用高效和可重复的机器人精加工技术,能够使发动机维修中心的工作质量大为改善,维修成本也有所下降。该自动化机器人系统每年能修复8.5万块钛合金压气机叶片,已得到多个国家的民航监管机构认证,长期的商业化应用表明,该系统完全安全可靠。

据英国aero-mag网今年9月17日报道,英国航空航天技术研究所(ATI)启动名为“起落架工业突破(Ⅰ-Break)”的研发项目,投资2250万英镑。该项目由空中客车公司牵头,参与工作的有15家企业、研究机构和院校,将首次在全世界3D打印航空器起落架零部件。

Ⅰ-Break项目由4个工作包组成:WAAM3D公司负责研发电弧3D打印生产速度的提高的工业化、高完整性结构应用的微观结构和力学性能控制、在线无损探伤的产业化、在升级版RoboWAAM系统上生产相应尺寸和复杂程度的原型零部件;克兰菲尔德大学主要负责研究新的WAAM工艺和解决方案,并对关键合金的沉积进行验证;斯特拉斯克莱德大学主要负责创新的在线探伤技术;PeakNDT公司是一家高性能常规和相控阵超声仪器制造企业,也负责在线无损探伤技术研究。

采用3D打印工艺航空器起落架零部件,可以缩短航空器上市时间,提高产品质量,减少20%的二氧化碳排放,该项目研发工作计划将于2026年前完成。全世界航空器起落架零部件制造工艺将逐步从锻造转变到3D打印。

收缩