航空装备激光增材制造技术发展及路线图

王天元,黄帅,周标,郑涛,张国栋,郭绍庆 (1.中国航发北京航空材料研究院;2.中国航发集团增材制造技术创新中心,;3.北京市航空发动机先进焊接工程技术研究中心)
摘要:激光增材制造支持结构设计创新、快速研制和验证,是当前航空装备领域最具代表性的增材制造方法,其中激光选区熔化主要应用于复杂精密功能结构的精确近净成形制造,激光直接沉积主要用于大尺寸复杂承载结构的制造。为支撑航空领域增材制造技术发展的战略布局,本文对激光增材制造现状和发展趋势进行梳理,指出增材制造发展重点必然会转向产品的冶金质量、力学性能及其稳定性控制方面,增材制造设备的在线监测、参数自整定控制等智能化功能的研究开发正成为设备的研发热点,基于损伤失效分析、寿命预测研究的增材制件力学行为研究以及基于元件、特征结构的性能考核验证技术,开始引起工程应用部门的关注。在对技术发展趋势分析的基础上,提出2035 年航空领域激光增材制造技术发展目标和相应的政策和环境支撑、保障需求,并给出2035年技术发展路线图建议。
关键词:激光增材制造;金属材料;飞机;航空发动机;发展路线图

目录介绍

1 激光增材制造的工艺原理及特点

2 国外激光增材制造技术发展现状和趋势

2.1 工艺研究

2.1.1 激光选区熔化

2.1.2 激光直接沉积

2.2 工艺设备

2.2.1 激光选区熔化增材制造设备

2.2.2 激光直接沉积设备

2.3 技术应用

3 国内激光增材制造技术发展现状和趋势

3.1 工艺研究

3.1.1 激光选区熔化工艺研究

3.1.2 激光直接沉积工艺研究

3.2 激光增材制造设备

3.2.1 激光选区熔化设备

3.2.2 激光直接沉积设备

3.3 技术应用

3.4 国内外激光增材制造重点领域的技术发展趋势研判

4 航空装备激光增材制造路线图研究

4.1 2035 年发展目标

4.1.1 需求

4.1.2 目标

4.2 2035 年发展路线图

4.2.1 重点产品

1)飞机

2)发动机

4.2.2 关键共性技术

1) 激光选区熔化用高品质粉末成分设计与制备技术

2) 激光增材制造的缺陷控制和组织性能改善技术

3) 复杂结构精确成形的增材制造应力变形控制技术

4) 激光选区熔化成形复杂结构的评价与测试技术

5) 增材制造元件级及零件级力学性能考核

5 结论与建议

 

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