3D打印飛機(jī)起落架和維修鈦合金葉片
飛機(jī)起落架是一類受力巨大的部件,為了適應(yīng)受力大的環(huán)境,這些零件采用高強(qiáng)度鋼鍛造。但是,自從鈦合金面世后,飛機(jī)起落架逐漸改用鈦合金鍛件,因?yàn)殁伜辖鸺扔懈邚?qiáng)度又有低密度,還能降低其質(zhì)量25%以上,這對航空器來說非常重要。飛機(jī)起落架使用的鈦合金為Ti-10V-2Fe-3Al,抗拉強(qiáng)度為1190MPa,幾乎是7075鋁合金的2.2倍,波音B777飛機(jī)起落架的許多零件用其鍛造。起落架還在使用的Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr合金具有高強(qiáng)度和韌性,但是價格較高。另外,Ti-6Al-4V合金多用于鍛造直升機(jī)起落架零部件,是應(yīng)用最廣的航空航天器與通用器械鈦合金,價格較低,強(qiáng)度和性能較上述的鈦合金低。 航空發(fā)動機(jī)葉片工作條件極為苛刻,不僅溫度高,還要承受高壓與高速氣流沖刷。在“三高”的惡劣環(huán)境中工作,航空發(fā)動機(jī)葉片極易損壞,特別是葉片尖端,因此維修工作量大。據(jù)美國《航空周刊》網(wǎng)站2023年9月15日報道,為了減輕維護(hù)工作量與延長葉片工作時間,美國奧普托麥克公司(Optomec)和艾克姆機(jī)器人系統(tǒng)公司(Acme)約用2年時間共同開發(fā)出了維修航空發(fā)動機(jī)鈦合金壓氣機(jī)葉片的自動化工作單元,是世界首創(chuàng)。 該維修系統(tǒng)設(shè)計制造初衷主要用于修復(fù)在發(fā)動機(jī)使用過程中被磨損的鈦合金壓氣機(jī)葉片尖部,同時也可以修復(fù)鎳基合金葉片尖部和葉片前緣的損傷。該自動化工作單元由3個工位組成,可以進(jìn)行葉片尖端研磨、3D打印激光熔覆和其后處理,含1個自動托盤裝載和卸載站、1個托盤翻轉(zhuǎn)站和1個機(jī)器人物料處理系統(tǒng),還可以配備其他功能,如自動坐標(biāo)測量機(jī)和清潔站。 據(jù)英國aero-mag網(wǎng)今年9月17日報道,英國航空航天技術(shù)研究所(ATI)啟動名為“起落架工業(yè)突破(Ⅰ-Break)”的研發(fā)項(xiàng)目,投資2250萬英鎊。該項(xiàng)目由空中客車公司牽頭,參與工作的有15家企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和院校,將首次在全世界3D打印航空器起落架零部件。 采用3D打印工藝航空器起落架零部件,可以縮短航空器上市時間,提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少20%的二氧化碳排放,該項(xiàng)目研發(fā)工作計劃將于2026年前完成。全世界航空器起落架零部件制造工藝將逐步從鍛造轉(zhuǎn)變到3D打印。 |