激光增材制造在航天领域的实践与展望

摘要：航天装备大型化、精密化、高性能化的发展趋势使传统加工工艺在航天构件制造方面面临挑战，具有复杂结构一体化成形、高精度成形特性的激光增材制造技术为航天构件的高质量生产提供了新途径。航天领域对极限制造和柔性制造的需求日益增长，激光增材制造的工艺、设备、产线正面临严峻考验。从航天构件典型结构特点入手，阐述了激光增材制造工艺在航天构件高质量制造方面取得的进展。进一步，以航天构件发展需求为导向，介绍了激光选区熔化成形装备和激光熔化沉积装备在航天领域中的发展现状及设计方向。同时，针对航天构件生产中多品种、小批量的特点，探讨了增材制造生产线在提升制造效率、降低成本和提高可靠性方面的最新进展。从激光增材制造工艺、设备和智能生产线三方面入手，系统地介绍并分析了激光增材制造技术在航天领域中的应用现状，并对其发展前景进行了展望，为激光增材制造技术在航天领域中的进一步应用提供了指导，也为该技术在航天制造中的深入发展指明了方向。

航空 2024年12月26日 1 点赞 0 评论 113 浏览

增材制造VNbTiSi轻质难熔共晶高熵合金的组织及力学性能

摘要： 高熵合金与增材制造技术的结合，为极端服役环境下结构复杂部件的一体化制造提供了新的思路。采用激光熔化沉积（LMD）技术成功制备了VNbTiSi轻质难熔共晶高熵合金，通过显微组织分析筛选出最佳激光功率参数，并对试样进行了室温及高温压缩性能测试。结果表明：VNbTiSi轻质难熔共晶高熵合金表现出了优异的打印性能，最佳工艺参数下制备得到的样品在宏观和微观上均没有出现裂纹。在合金底面及沿构建方向，熔池内部与熔池边界（搭接处）均呈现出不同的形貌，熔池内部由柱状的全共晶组织构成，共晶胞为熔池边界出现较为粗大的（Nb，X）5Si3初生硅化物相。相比铸态组织，激光熔化沉积使得共晶组织的片层间距显著细化。增材制造合金不仅在1000℃下压缩强度可达640MPa，在1100℃时依然能够保持高于500MPa的压缩强度，高温压缩性能显著优于铸态VNbTiSi合金。

航空 2024年06月28日 1 点赞 0 评论 108 浏览

精锻机关键技术研究进展

摘要: 精锻机广泛应用于国防、航空航天领域特殊原材料的加工, 已经成为“大国重器”。介绍了精锻机主机锻造箱的最新研究成果。基于锤头运动方式的不同对主机锻造箱进行区分, 并总结了其外部箱体和内部锤头的设计及优化过程。同时, 对有关操作机夹头结构的研究进行了梳理。结合精锻机工作原理, 分类论述了锻造过程中锤头同步运动、夹头旋转和操作机轴向进给的控制难点及解决方法。概述了精锻机整体控制系统的研究现状, 并在此基础上提出了专用数控系统的设计。探究了精锻机工艺参数对锻件质量的影响, 提出了采用仿真优化与实时监测相结合的方法来提高锻造效率和精度。最后, 总结了精锻机设备的全面国产化研发思路, 展望了精锻机的发展方向。

航空 2024年06月06日 1 点赞 0 评论 126 浏览

航空工程科技未来20年发展战略研究

摘要：在航空强国建设稳步推进的背景下，航空工程科技涉及专业领域多、技术风险高、资金投入大、发展周期长，需要制定长期、稳定的发展战略，才能集中力量突破航空工程科技的关键核心技术，实现航空工业的可持续发展。本文从民用飞机、航空动力、机载系统、空管系统4个方面出发，总结了世界航空工程科技发展态势，梳理了我国航空工程科技发展现状；识别出基础研究及技术储备、系统集成与产品体系研究、航空动力技术、机载系统研发及试验、航空维修能力、工业软件及基础元器件等方面的不足。在此基础上，论证提出了未来20年我国航空工程科技发展构想，着重阐述了超声速客机、高速旋翼机、新能源飞机、混合电推进系统、新一代空管技术、智能化客机技术、全复合材料航空发动机技术、复合材料智能修复技术等未来项目部署的重点方向。研究建议，将航空强国建设列入国家中长期战略规划，强化科技创新体系建设，加强跨领域协作，注重国际合作，精准支撑未来20年航空工程科技发展。

航空 2024年09月30日 1 点赞 0 评论 72 浏览

高熵陶瓷在热障涂层与环境障涂层中的研究进展

摘要：热障涂层（TBCs）和环境障涂层（EBCs）是航空发动机的关键技术之一。 TBCs可以大幅提高发动机高温合金热端部件的工作温度， EBCs可以有效保护发动机陶瓷基复合材料高温部件。高熵陶瓷（HECs）一般指的是多种组分（5种或以上）以等原子比或接近等原子比形成的固溶体， 其性能具有“鸡尾酒”效应， 展现出常规陶瓷材料不具备的优异性能。 HECs概念被提出以来已经在很多领域被广泛研究，成为陶瓷材料研究领域的热点。在TBCs与EBCs领域，研究者们对HECs也开展了大量的研究工作，取得了很多研究成果。对国内外已经报道可以用于TBCs和EBCs的新型HECs材料进行了分类总结，介绍了它们的制备方法、 晶体结构、热导率、热膨胀系数、力学性能 环境沉积物（CMAS）腐蚀行为以及HECs涂层的制备与性能，并对HECs在TBCs与EBCs中的发展前景进行了展望。

航空 2024年06月06日 1 点赞 0 评论 87 浏览

航天领域3D打印材料及工艺技术研究现状

摘要：概述了3D打印技术在航天领域的研究现状，介绍了3D打印技术加工出的结构复杂、拓扑优化的几何形状零部件的特点。重点阐述了国内外应用于航天领域的3D打印制备技术的发展，包括金属基材料，定向能量沉积成形（DED）和粉末床熔融成形（PBF）等工艺和后处理技术，以及制造的航空航天零部件。总结了3D打印技术在航天领域应用的优势和不足，提出了技术改进和研究方向。

航空 2024年08月06日 1 点赞 0 评论 123 浏览

空间探测烧蚀防热材料应用及发展

摘要：烧蚀防热材料因其高可靠性及宽适用性而被绝大多数空间探测器所采用。不同的空间探测目标、探测器进入/再入弹道、探测器外形和防热结构质量限制等因素使得烧蚀防热材料种类繁多，但轻量高效是其发展的重要特征; 除此以外，可靠性也至关重要，在不同的热环境下，不同材料会表现出不同的烧蚀行为和特征，使得烧蚀防热材料成为空间探测活动成败的关键。本文综述了国内外探测器烧蚀防热材料的种类及应用情况，美国主要包括高密度酚醛/玻璃钢、蜂窝增强型防热材料、树脂浸渍型防热材料以及碳酚醛材料等，国内主要包括酚醛/尼龙、蜂窝增强型防热材料和NF材料，介绍了这些材料所应用的探测器、气动加热环境、防热材料性能和防热结构成型技术，总结了美国空间探测防热材料研制中出现的两次烧蚀异常及导致的探测器选材变化，可见防热材料与热环境耦合关系复杂。国内外针对防热材料抵御异常损伤开展了部分工作。已有试验结果表明，蜂窝增强型防热材料具有一定的优势。最后对空间探测防热材料的应用与发展进行了展望。

航空 2024年05月27日 1 点赞 0 评论 97 浏览

航空发动机叶片精密加工工艺及装备

摘要：叶片作为实现航空发动机性能的关键零部件，具有薄壁异形结构复杂、材料难加工、加工精度与表面质量要求高等典型特点，如何实现叶片的精密高效加工是目前航空发动机制造领域的重大挑战。通过对影响叶片加工精度关键因素的分析，全面总结了叶片精密加工工艺及装备的究现状，并对航空发动机叶片加工技术的发展趋势做了展望。

航空 2024年07月24日 1 点赞 0 评论 151 浏览

激光选区熔化技术在航空航天领域的发展现状及典型应用

摘要：增材制造技术（AM）是一种基于离散-堆积原理，以计算机模型数据来加工组件的新型制造技术。激光选区熔化（SLM）作为增材制造领域的一项重要技术，以其一体化制造特点和在复杂结构零部件制造领域的显著优势，成为航空航天制造领域的重点发展技术和前沿方向。本文综述了SLM技术的材料体系和应用领域，主要对SLM技术的最新工艺研究和航空航天领域的典型应用进行细致分析。重点阐述SLM铁基合金、镍基合金、钛合金和铝合金等材料体系的研究进展及成果。SLM技术在各领域广泛应用的同时，也存在成形材料内部缺陷多、高性能材料的裂纹及变形、标准体系的欠缺和粉末材料兼容性低等诸多问题和不足之处，使其发展受到一定制约，需要在这些方面做更深入的工作。

航空 2024年07月11日 1 点赞 0 评论 113 浏览

增材制造镍基高温合金在航空发动机与燃气轮机中的研究应用进展

摘要：镍基高温合金具有良好的高温性能，被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的制造。增材制造逐点快速熔凝、逐层累积堆叠的工艺特点，不仅可实现高性能复杂结构零件的快速制造，还可用于损伤零件的高效率、高质量修复。目前，增材制造技术已逐渐成为镍基高温合金零件制备及修复的重要技术途径之一。本文综述了增材制造镍基高温合金在显微组织与冶金缺陷研究方面的进展，总结现有文献中GH3536、GH3625 和GH4169 三种常用镍基高温合金的拉伸性能，介绍增材制造镍基高温合金零件在航空发动机及燃气轮机中的典型应用案例。最后，针对现有研究存在的问题及制约增材制造镍基高温合金零件应用的困难，提出从设计增材制造专用镍基高温合金成分、建立增材制造镍基高温合金专用热处理/热等静压工艺、开发单晶镍基高温合金增材制造技术、发展增材制造实时监测控制技术、创新增材制造零件内表面处理技术等方面，进一步促进增材制造镍基高温合金零件的工程应用。

航空 2024年07月09日 1 点赞 0 评论 88 浏览