开创航空航天领域大尺寸增材制造技术新时代

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中国新闻在线北京讯(张春煜)我国金属3D打印龙头企业西安铂力特增材技术股份有限公司今年3月份推出了大幅面激光选区熔化设备BLT-S450(可选单激光/双激光/四激光三种配置),将3D打印增材制造技术在航天液体动力领域大尺寸、复杂结构、高性能构件扩展应用和国产增材制造装备的研发升级又向前推进了一大步。它特别适用航空航天领域大尺寸零部件增材制造成形时间长、可靠性要求高等研制需求,满足大推力重型运载液体火箭发动机关键部件大尺寸、复杂曲面精密结构成形、高工况等要求,可为航天液体动力领域高质量发展赋能。BLT-S450还是面向未来智能工厂的金属增材制造集成系统,核心技术和应用价值都处于世界先进水平。而今年6月推出的BLT-S600(成形尺寸为600mmX600mmX600mm)则是全球首台三向成形尺寸均突破500mm的大尺寸、四激光金属增材制造设备。这也是一个不断积累的过程:早在2016年,铂力特就已经开始了单向成形尺寸500mm以上设备的研发,先后突破了四光束联动扫描和拼接等关键技术,在围绕成形质量管控的智能软件方面也不断深耕;铂力特一直相信,考验大尺寸金属增材制造设备的核心要素是设备能否保证长时间稳定运行、高效率连续生产以及成形零件内外部品质优异可控。所以,铂力特一直没有停止过对工艺的研发及其在应用性能上的精益求精,从而推动行业向着更高性能装备和应用水平发展。在每推出一台新机型之前,铂力特都要保证经过40000小时以上的产品打印实测,好几轮的方案设计迭代,近50次的细节修正,设备单次不停机运行时间超过1000小时以上。

铂力特于2020年8月25日重磅推出BLT-S510,并在此之前完成了400mmX400mmX780mm的钛合金航空发动机叶片,以及尺寸为327mmX317mmX360mm、重量为4.2kg铝合金导轨支架等的成功打印。以钛合金航空发动机叶片为例,通过BLT-S510这一金属3D打印设备,铂力特在对航空发动机中空叶片进行原型优化设计的基础上,使内部镂空的风扇叶片一次成形,与传统机加工相比,加工周期短,节约原材料。铂力特BLT-S510经过两年匠心设计,积累五年使用经验,以及二十余台设备生产验证,在成形尺寸、分层厚度、激光器功率及数量、最大扫描速度、重复定位精度、预热温度、氧含量控制、铺粉效率等核心技术指标都达到国内外同类领先产品的水平;其出品零件具备通过航空航天重要质量认证的能力;多项自主研发软件技术功能,保障设备成形质量和稳定性;相较于很多具备大尺寸成形但没有经过生产验证的同类企业,铂力特最大的优势是经过长时间、多种零件结构、多种类型的验证,积累了丰富的生产经验、工艺参数经验,并具备专业、国际化的检测能力。铂力特检测中心的金属材料化学成分分析、材料力学性能检测、微观组织检测、几何量检测、X射线检测、荧光渗透检测等检测项目,其中,材料测试、无损检测、热处理、测量检验四项获得Nadcap认证,这表明该铂力特增材制造装备的特种工艺及检验检测技术水平、规范管理等均处于国际水平。

铂力特BLT-S510具备独特的自主研发的多振镜控制系统和质量追溯系统。多振镜系统实现了多振镜协同工作,使得搭接处成形尺寸误差最小化,搭接处熔融质量等同与或优于单振镜打印区的熔融质量。质量追溯系统包含高清摄像机、传感器、光栅尺、数据库软件等,实现打印过程实时监测并记录,保证零件打印过程全程可追溯。设备顶部安装的高清摄像机,对每一层的打印状态及铺粉状态进行拍照并保存,通过观察已保存的照片可以对零件所有打印层状态进行检查,从而在打印过程中就可识别孔隙缺陷、裂纹缺陷、吹风缺陷、打印缺陷等多种缺陷,有效保证设备高产值高成品率,为设备稳定运行保驾护航。不仅如此,设备还搭载了铂力特自主研发的BLT-MCS软件的同步出光、自动振镜拼接、故障智能诊断、智能粉量调整等标配功能,亦可增配扫描质量检测等功能和BLT-MES系统,帮助用户实现定制化智能管理。

铂力特董事长兼总经理薛蕾博士对中国新闻在线说,金属3D打印的材料、装备和工艺是互相耦合的,缺一不可。用户需要的,往往是集合了设备、工艺、材料和设计等元素的综合解决方案。深耕材料,自研设备,不断提高服务能力,布局全产业链,更好地将高水平服务能力与设备结合,打包形成高性价比的解决方案,为设备用户提供“交钥匙”一站式解决服务。以铂力特为代表的3D打印金属增材装备与制造,必将革故鼎新、断鳌立极,每一次的技术攻关都必将激励着设计、工艺、制造的雄心与壮志。作为工业界皇冠上的璀璨明珠,航空航天制造领域集成了一个国家所有的高精尖技术,使国家战略计划得以实施,而金属3D技术作为一项重要的制造技术,更将随着材料技术、计算机技术以及激光技术的不断发展,在航天航空高端制造领域进一步绽放它的光芒,发挥国之重器的强大力量。(责任编辑:王昭)

刘承俭行篆艺术馆