电弧熔丝金属3D打印潜力巨大:10米级高强铝合金重型运载火箭连接环;1吨重舰艇螺旋桨

南极熊导读:2020年以来,激光铺粉(SLM)、激光送粉、电弧熔丝等金属3D打印手艺在..航空航天范畴的应用加快成长,稀奇是中国相关范畴的需求显现爆发之势。国外军火承包商、火箭制造商已经纷纷采用。
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下面南极熊介绍一下电弧熔丝金属3D打印手艺,能够实现超大尺寸高机能金属3D打印件的制造,并且速度效率还很高。

WAAM电弧熔丝3D打印手艺(WireArcAdditiveManufacture,WAAM)。一样情形下,WAAM是一种行使逐层熔覆道理,采用熔化极惰性气体珍爱焊接(MIG)、钨极惰性气体珍爱焊接(TIG)以及等离子体焊接电源(PA)等焊机发生的电弧为热源,熔化金属丝材,在法式的掌握下,凭据三维数字模型由线-面-体逐渐成形出金属零件的进步数字化制造手艺。它不光具有沉积效率高;丝材行使率高;整体系造周期短、成本低;对零件尺寸限制少;易于修复零件等长处,还具有原位复合制造以及成形大尺寸零件的能力。


中国电弧熔丝增减材一体化制造10米级高强铝合金重型运载火箭保持环


国度增材制造立异中心、西安交通大学卢秉恒院士团队行使电弧熔丝增减材一体化制造手艺,制造完成了世界上首件10m级高强铝合金重型运载火箭保持环样件,在整体系造的工艺不乱性、精度掌握及变形与应力调控等方面均实现重大手艺冲破。


10米级超大型铝合金环件是保持重型运载火箭贮箱的筒段、前后底与火箭的箱间段之间的要害构造件。该样件重约1t,立异采用多丝协同工艺装备,制造工艺大为简化、成本大幅降低,制造周期缩短至1个月。今朝,采用增减材一体化制造手艺成功完成超大型环件属国际首例。

跟着我国航空航天事业络续成长,对运载火箭、空间站等大型化、整体化制造提出了更高需求。为抢占世界增材制造科技计谋高点,知足我国航天事业成长需要,卢秉恒院士团队静心研发,战胜了多路打印的活动掌握、大尺寸构造件打印的变形与应力调控等难题,成功实现了大型航天铝合金反转体构件整体增减材制造成形、组织机能正确调控等要害手艺冲破,为我国航天型号工程的快速研制供应了手艺撑持,亦让我国深空探测装备硬件能力获得大幅提拔。


法国水师完全3D打印舰艇螺旋桨,重达1吨


2021年1月18日,南极熊获悉,国防承包商Naval 集体为法国水师的一艘舰艇制造了一个完全3D打印的螺旋桨。

△3D打印的螺旋桨,图片来自Naval 集体


他们在这项工作中使用了本身专门斥地的电弧金属丝熔融手艺。据报道,螺旋桨拥有2.5米的跨度和5个自力的200公斤重的叶片,是同类产物中最大的3D打印推进器,也是第一个使用Naval 集体本身的工艺制造的螺旋桨。

这个3D打印的螺旋桨早在2020年10月份就脱离了水师基地,一个月后,螺旋桨安装到了猎雷舰Andromede号的中轴上。12月,螺旋桨成功完成了一系列海上试验。


知足国防级质量要求

能够说,军舰是在一些相当恶劣的前提下运行的,涉及到侵蚀、委靡和抗冲击等等。是以,它们的生产必需知足同样苛刻的质量要求。为了让SSF(舰队支援办事部)和DGA(
法国国防采购局)授权在正常工作前提下对叶片进行测试,Naval集体必需与认证公司Bureau Veritas慎密合作,以制订周全的手艺论证文件。

△水师集体将叶片安装到 "Andromede "号上,图片来自Naval Group


3D打印螺旋桨的基田主任Emmanuel Chol透露:"获得军舰质量需要严厉的斥地。近三年的研发工作--由手艺和立异部与南特中央理工学院在LabCom海事手艺结合实验室的框架内合作进行--投入到金属丝熔融沉积工艺的斥地中。"

水师应用3D打印的优势

固然3D打印螺旋桨是一项重大成就,但这只是Naval集体的第一步。在这个成功项目的根蒂上,Naval集体将专注于从新设计其他可受益于3D打印的海事部件。

△视频:电弧熔丝金属3D打印螺旋桨


除了减轻重量和大幅缩短交付时间外,为3D打印从新设计部件还能够提高能量和推力效率,甚至能够改善隐身动作中部件的声学特征。此外,DED手艺相当适合零件修复,减轻损坏性事变后的损害和停机时间。

△正在3D打印的螺旋桨,图片来自Naval Group


安装叶片的水师集体基田主任Eric Balufin总结道:"这种3D打印螺旋桨的组装显露出将来的伟大前景。这种新手艺将使我们可以大大削减手艺限制,是以能够为无法经由传统工艺生产的复杂几许外形供应新的制造解决方案。它还将使我们可以大大缩短生产时间,从而削减在役支撑。"

△视频:斗争机的金属3D打印应用



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