今年,張文武團隊提出的“渦輪葉片復(fù)雜異形氣膜孔智能化激光加工關(guān)鍵技術(shù)研究”項目,獲得了國家自然科學(xué)基金-浙江“兩化融合”基金的支持,為治愈航空發(fā)動機“心臟病”提供了可能。
復(fù)雜異型孔是什么?在實驗室里,張文武展示了用智能化激光加工出來的相關(guān)產(chǎn)品。在一塊復(fù)合材料板上,一面是一個個針孔大小的孔,而翻過來,則是一個個“貓耳朵”一樣的開槽,而這些井然有序排列著的氣孔,就是復(fù)雜異型孔。“有了復(fù)雜異型孔,高速氣流從針孔狀的一面吹入,另一面出來的氣流因為氣孔的形狀可以形成一層‘氣膜’。”張文武告訴記者,而這將成為航空發(fā)動機耐高溫的“金鐘罩”。
智能化激光技術(shù)加工的復(fù)雜異型孔
“別看這小小的開孔,在沒有智能化激光三維加工技術(shù)時,這些氣異形孔的加工是非常困難的。”張文武說,傳統(tǒng)加工技術(shù)不僅耗時多、精度低,同時還會在加工時形成細微的裂紋,為航空發(fā)動機的穩(wěn)定工作埋下安全隱患。“耐高溫是航空發(fā)動機的關(guān)鍵,而這也正是為什么我國航空發(fā)動機提高大修周期必須提高的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。”
智能化激光三維加工是引領(lǐng)性的先進制造技術(shù),張文武表示,項目的研發(fā)將分步驟展開,在前期研究基礎(chǔ)上,項目從冷卻機理出發(fā),系統(tǒng)化解決復(fù)雜異型氣膜孔的科學(xué)設(shè)計問題;之后從TBC/高溫合金多層材料的激光去除與損傷機理出發(fā),突破異形孔的低損傷單步成型障礙;最后則用宏微結(jié)合和特種激光頭,實現(xiàn)復(fù)雜曲面上異形孔的自動化加工和質(zhì)量控制,以加速復(fù)雜異型孔在國產(chǎn)航空發(fā)動機葉片上的應(yīng)用。
作為項目主研人員,張文武不僅擁有一腔愛國熱情,更是一位充滿熱情的科普達人。
1995年,張文武以工程師的身份加入原航天部一院十三所。1998年,為了三維制造的夢想,張文武前往美國,在哥倫比亞大學(xué)攻讀精密工程專業(yè)。哥倫比亞大學(xué)畢業(yè)后,張文武獲得了進入美國通用電氣公司(GE)工作的機會,從一名普通的工程師,到帶領(lǐng)整個科研團隊進行核心技術(shù)攻關(guān),張文武潛心研究先進制造工藝十年時間。
2012年,他毅然選擇回國,扎根寧波,開始在國內(nèi)推廣能量場制造與創(chuàng)新方法論,探索適應(yīng)中國國情的前瞻性工程方法和工具。值得一提的是,張文武不僅僅對科研有激情,對科普也很執(zhí)著,利用業(yè)余時間,他寫了多本科普讀物,包括長篇科幻小說《地球母親的節(jié)日》和《小豆豆小點點奇遇記》。他希望以科普讀物的形式,讓更多的人了解科學(xué)知識,掌握科學(xué)知識。
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